本发明专利技术属于基因工程技术领域，具体公开了一种大豆耐低磷相关基因GmACP2、编码蛋白及其应用。该基因的核苷酸序列如Seq ID NO.1所示。GmACP2基因的表达量在耐低磷材料中显著高于低磷敏感材料；利用可以引导外源基因在植物中表达的载体，将本发明专利技术GmACP2基因导入大豆毛状根中，能显著提高大豆磷含量，干物质积累及磷吸收与利用效率。本发明专利技术公开的基因可作为目的基因导入植物，提高转基因植物磷体内代谢平衡的能力，对培育磷高效利用大豆品种有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于基因工程
，具体公开了一种。该基因的核苷酸序列如Seq ID NO.1所示。GmACP2基因的表达量在耐低磷材料中显著高于低磷敏感材料；利用可以引导外源基因在植物中表达的载体，将本专利技术GmACP2基因导入大豆毛状根中，能显著提高大豆磷含量，干物质积累及磷吸收与利用效率。本专利技术公开的基因可作为目的基因导入植物，提高转基因植物磷体内代谢平衡的能力，对培育磷高效利用大豆品种有重要意义。【专利说明】大S耐低鱗相关基因 GmAGP2、编码蛋白及其应用
本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种耐低磷相关基因GmACP2、编码蛋白 及其应用。
技术介绍
大豆是人类食用油和植物蛋白的主要来源，然而大豆也是一种需磷量较大的作 物，其籽粒含磷量远远高于水稻、小麦和玉米。大豆缺磷以后，不仅影响植株的生长发育，增 加花荚脱落，还会影响根瘤的形成从而降低固氮效率，并最终影响其产量和品质。因此，土 壤磷素缺乏成为了限制大豆生产发展的重要因素。植物为了适应低磷环境，已在进化过程 中形成了一系列应对低磷胁迫的适应性机制，以提高磷的吸收和利用效率，包括改变根构 型，增加了有机酸分泌，形成菌根共生体系以及提高酸性磷酸酶的活性等。在低磷胁迫条件 下，酸性磷酸酶的分泌可以水解土壤中含量丰富的有机磷，释放更多的无机磷供植物吸收 利用，使植物适应缺磷环境。已有多项研究表明，缺磷能够显著增加水稻、小麦、大豆、拟南 芥、番茄和玉米等植物的酸性磷酸酶的活性。酸性磷酸酶(简称ACP)是一种在动、植物和微 生物细胞中广泛存在，调控磷代谢的重要酶类。因而对于酸性磷酸酶的研究对大豆抵抗磷 胁迫能力以及广量和品质的提尚具有重要意义。 近年来随着分子生物学的发展，酸性磷酸酶酶学性质、相关基因的克隆及其在植 物磷效率中的生物学功能等都取得了许多研究成果。在拟南芥中，就已有29个紫色酸性磷 酸酶基因被克隆，其中有多个基因的功能与磷营养相关，并且涉及了磷代谢调控网络的各 个层面。在大豆中，Zhang等(2014)首次通过正向遗传学方法在大豆中图位克隆了一个耐低 磷关键基因，GmACPl，该基因也编码一个酸性磷酸酶，在大豆毛状根中超量表达该基因不仅 能够显著提高大豆磷利用效率，还可以增加大豆植株干物重。然而到目前为止，在大豆中， ACP基因家族的其它成员拷贝还未见报道。
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题 本专利技术的目的是提供一种大豆耐低磷相关基因GmACP2。 本专利技术的另一个目的是提供该基因所编码的蛋白。 本专利技术的另一个目的是提供含有上述基因的重组质粒。 本专利技术的又一个目的是提供上述基因或重组质粒在大豆抵抗磷胁迫作用中及培 育磷高效大豆品种中的应用。 2、技术方案 为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是： 一种大豆耐低磷相关基因GmACP2,其核苷酸序列如序列表Seq ID N0.1所示。本专利技术还提供了一种大豆耐低磷相关基因GmACP2所编码的蛋白，其氨基酸序列如 序列表Seq ID N0.2所示。 进一步地，本专利技术提供了一种含有该大豆耐低磷相关基因GmACP2的重组质粒，是 将大豆耐低磷相关基因GmACP2插入pFGC5941植物过量表达载体中而成的。 进一步地，本专利技术提供了扩增所述大豆耐低磷相关基因GmACP2全长或其任意片段 的引物对，该引物对的上游引物如序列表Seq ID No. 3所示，下游引物如序列表Seq ID No. 4所示。 进一步地，本专利技术提供了所述的大豆耐低磷相关基因GmACP2或所述重组质粒在大 豆抵抗磷胁迫作用中的应用。 进一步地，本专利技术提供了所述的大豆耐低磷相关基因GmACP2或所述重组质粒在培 育磷高效大豆品种中的应用。 3、有益效果 ⑴本专利技术所提供的大豆耐低磷相关基因GmACP2在大豆根中表达量最高，且在低磷 胁迫条件下磷高效大豆材料中表达量显著上调，而在低磷敏感材料中表达量下调。利用发 根农杆菌介导的转化系统将携带有本专利技术GmACP2的植物表达载体转化大豆毛状根，与对照 相比过表达GmACP2的大豆毛状根的根毛的数量增加，根系磷酸酶的活性及磷吸收量也显著 增加，说明GmACP2基因可能参与调控大豆根系对低磷胁迫的适应性。 ⑵本专利技术所提供的大豆耐低磷相关基因GmACP2,位于第8号染色体上，读码框长度 为789bp;其编码的蛋白262;利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，将本发 明GmACP2基因导入植物细胞，可获得耐低磷胁迫能力显著提高的转基因植株； ⑶使用本专利技术的基因构建植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一 种增强启动子或诱导型启动子;为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对 所使用的载体进行加工，如加入植物可选择性标记(GUS基因、萤光素酶基因等)或具有抗性 的抗生素标记物(庆大霉素、卡那霉素等）； ⑷携带有本专利技术GmSPXl的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直 接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的 植物组织培育成植株;被转化的宿主既可以是单子叶植物，也可以是双子叶植物； (5)本专利技术的基因对大豆体内磷元素代谢有积极的调控作用，特别的在培育高磷吸 收大豆品种育种中具有重要意义。【附图说明】 图1:不同磷效率基因型间GmACP2基因表达量差异图； 注:纵坐标为GmACP2基因在低磷(-P)和高磷(+P，contro 1)处理7天后表达量的比 值。红框为耐低磷材料(Nannong94-156，B20和Kefengl)，蓝框为磷敏感材料(Bogao，B18和 Suxiel)〇 图2:pFGC5941的质粒图谱； 图3:含有GmACP2的植物表达载体的部分结构示意图；图4:转化大豆毛状根PCR鉴定电泳图； 注:M，Marker; CK，以转入空载pFGC5941的大豆毛状根DNA为模板；1-7，以各个转基 因植株DNA为模板。图5:转基因根系酸性磷酸酶活性检测图； 注:转基因植株与对照在加入PNPP的营养液中处理48小时后根系的原位染色，溶 液呈黄色表示根系分泌的酸性磷酸酶含量高。 图6:缺磷条件下过表达GmACP2的大豆毛状根的APA活性(A)，干重(B)，磷含量(C)， 磷的利用效率(D)和根毛密度(E)图。注：*，P < 0 ? 05;林，P < 0 ? 01; CK，转入空载pFGC5941 的大豆毛状根；J-3和J-4，转 GmACP2的大豆毛状根。【具体实施方式】 在本专利技术中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常 理解的含义。 下面结合具体的制备实施例和应用实施例，并参照数据进一步详细地描述本发 明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。 在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。 所用到的引物，均在首次出现时标明，其后所用相同引物，均以首次标明的内容相同。 下述实施例中所用方法如无特别说明，均为常规方法。 实施例1:大豆耐低磷相关基因 GmACP2的克隆 (1)设计引物，提取RNA，反转cDNA:用植物总RNA提取试剂盒(DP432,天根)提取大豆材料南农94-156(耐本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大豆耐低磷相关基因GmACP2，其特征在于，所述耐低磷相关基因GmACP2的核苷酸序列如序列表Seq ID NO.1所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张丹，褚姗姗，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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