调控抗铝毒转录因子STOP1蛋白的基因及其应用制造技术

本发明专利技术涉及调控抗铝毒转录因子STOP1蛋白的基因及其应用。具体地，所述RAE1基因或其编码蛋白、或其突变蛋白、或其促进剂或抑制剂可用于(1)调控STOP1蛋白的表达或降解；(2)调控植物抗铝毒能力或耐铝性能；和/或(3)调控选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合。下调植物中的RAE1蛋白的表达量和/或活性，可显著抑制STOP1的降解，上调AtALMT1的表达量，增多有机酸(如苹果酸)的分泌和增强植物的抗铝毒能力(或对铝的耐受)。相反，过量表达植物中的RAE1蛋白的表达量和/或活性，可显著促进STOP1的降解，下调AtALMT1的表达量，减少有机酸(如苹果酸)的分泌和增强植物对铝毒的敏感性。

Genes Regulating STOP1 Protein of Anti-Aluminum Toxicity Transcription Factor and Its Application

The present invention relates to a gene regulating STOP1 protein, an anti-aluminium toxin transcription factor, and its application. Specifically, the RAE1 gene or its coding protein, its mutant protein, or its promoter or inhibitor can be used to (1) regulate the expression or degradation of STOP1 protein; (2) regulate the ability of plants to resist Al toxicity or Al tolerance; and/or (3) regulate the expression of genes selected from the following groups: AtALMT1, AtMATE, ALS3, or their combinations. Downregulation of RAE1 protein expression and/or activity in plants can significantly inhibit the degradation of STOP1, up-regulate the expression of AtALMT1, increase the secretion of organic acids (such as malic acid) and enhance the ability of plants to resist Al toxicity (or tolerance to Al). On the contrary, overexpression of RAE1 protein and/or activity in plants can significantly promote the degradation of STOP1, down-regulate the expression of AtALMT1, reduce the secretion of organic acids (such as malic acid) and enhance the sensitivity of plants to aluminum toxicity.

【技术实现步骤摘要】
调控抗铝毒转录因子STOP1蛋白的基因及其应用
本专利技术涉及农学领域，具体地，本专利技术涉及调控抗铝毒转录因子STOP1蛋白稳定性的基因及其应用。
技术介绍
全球30％的耕地是酸性土壤，并且随着过度耕作和过度使用氮肥，土壤正在进一步酸化。铝是酸性土壤限制植物生长和农作物产量的主要因素，铝毒主要作用于根尖过渡区，与细胞壁、细胞膜、细胞内靶点结合产生毒害。由于植物不能像动物那样移动，为了生存，许多植物进化出多种应对铝胁迫的解毒机制，充分研究挖掘植物的潜力，并加以利用和改良是解决酸性土壤铝毒害的途径和策略。有机酸分泌是关键的抗铝毒机制，植物分泌少量的有机酸就能明显地减少铝对植物的毒害。拟南芥苹果酸分泌蛋白AtALMT1在抗铝毒过程中扮演重要角色，AtALMT1的表达受Al诱导且还受低pH、ABA、H2O2和IAA等多种因素影响，转录因子STOP1直接调控AtALMT1的表达，但是STOP1本身mRNA表达是组成型，并不能解释对AtALMT1表达的调控，STOP1蛋白水平调控机制的研究显得尤为重要。因此，本领域迫切需要开展调控抗铝毒相关基因的功能研究，以便解决酸性土壤铝毒害。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种RAE1基因或RAL1基因，或其编码蛋白、突变蛋白、其促进剂或抑制剂的用途，其特征在于，用于选自下组的一种或多种用途：(1)调控STOP1蛋白的表达量；(2)调控选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合；(3)调控植物抗铝毒能力或耐铝性能；和/或(4)制备制剂或农用组合物，且所述的制剂或农用组合物用于调控STOP1蛋白的表达量、调控植物抗铝毒能力或耐铝性能、或调控选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合。

【技术特征摘要】
2018.04.16 CN 201810339581X1.一种RAE1基因或RAL1基因，或其编码蛋白、突变蛋白、其促进剂或抑制剂的用途，其特征在于，用于选自下组的一种或多种用途：(1)调控STOP1蛋白的表达量；(2)调控选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合；(3)调控植物抗铝毒能力或耐铝性能；和/或(4)制备制剂或农用组合物，且所述的制剂或农用组合物用于调控STOP1蛋白的表达量、调控植物抗铝毒能力或耐铝性能、或调控选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合。2.一种RAE1基因或RAL1基因，或其编码蛋白、活性增强的突变蛋白、或其促进剂的用途，其特征在于，用于选自下组的一种或多种用途：(1)降低STOP1蛋白的表达量；(2)降低或下调选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合；(3)降低植物抗铝毒能力；和/或(4)制备制剂或农用组合物，且所述的制剂或农用组合物用于降低STOP1蛋白的表达量、降低植物抗铝毒能力、或下调选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合。3.一种RAE1突变蛋白或RAL1突变蛋白、或RAE1基因或RAL1基因或其编码蛋白的抑制剂的用途，所述的RAE1突变蛋白为与野生型RAE1蛋白相比活性下降的RAE1突变蛋白，所述的RAL1突变蛋白为与野生型RAL1蛋白相比活性下降的RAL1突变蛋白，其特征在于，用于选自下组的一种或多种用途：(1)提高STOP1蛋白的表达量；(2)提高或上调选自下组基因的表达：AtALMT1、AtMATE、ALS3、或其组合；(3)增强植物抗铝毒能力；和/或(4)制备制剂或农用组合物，且所述的制剂或农用组合物用于提高STO...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝锋，张阳，张杰，郭金两，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31