氮的吸收利用相关的植物基因SiCUC1及其相关生物材料与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与植物氮的吸收利用相关的SiCUC1蛋白质及其相关生物材料与应用。所述SiCUC1蛋白质具体可为如下A1)、A2)或A3)的蛋白质：A1)氨基酸序列是序列表中序列3的蛋白质；A2)将A1)的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且具有提高氮的吸收利用活性的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白质标签得到的融合蛋白质。SiCUC1蛋白质及其相关生物材料可用于提高植物对氮的吸收利用。

【技术实现步骤摘要】
氮的吸收利用相关的植物基因SiCUC1及其相关生物材料与应用
本专利技术涉及生物
中氮的吸收利用相关的植物基因SiCUC1及其相关生物材料与应用。
技术介绍
氮素是植物体内蛋白质、核酸、磷脂和某些生长激素的重要组分之一，作为作物生长发育过程中必需的大量元素之一，氮素对作物最终产量的贡献为40％-50％，然后氮肥的利用效率却只有30％。因此如何让植物能更高效的利用氮肥成为了亟待解决的问题。随着植物转基因技术的快速发展以及对植物氮素吸收利用分子机制的逐步揭示，植物基因工程在提高作物氮素利用效率方面发挥着更为重要的作用，这对提高作物氮素利用效率，提高作物产量，减少氮肥对生态系统的污染有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高水稻的氮的吸收利用。为了解决以上技术问题，本专利技术首先提供了一种蛋白质，名称为SiCUC1，是如下A1)、A2)或A3)的蛋白质：A1)氨基酸序列是序列表中序列3的蛋白质；A2)将A1)的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且具有提高氮的吸收利用活性的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白质标签得到的融合蛋白质。上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述蛋白质中，所述蛋白质标签(protein-tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白质一起融合表达的一种多肽或者蛋白质，以便于目的蛋白质的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白质标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。上述蛋白质中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gapexistencecost，Perresiduegapcost和Lambdaratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。上述蛋白质中所述90％以上的同一性可为至少91％、92％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。与SiCUC1相关的生物材料也属于本专利技术的保护范围。本专利技术所提供的与蛋白质SiCUC1相关的生物材料，为下述B1)至B5)中的任一种：B1)编码SiCUC1的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B1)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。上述生物材料中，B1)所述核酸分子为如下b1)或b2)所示的基因：b1)编码链的编码序列是序列表中序列2的第196-1197位核苷酸的cDNA分子或DNA分子；b2)编码链的核苷酸是序列表中序列2的第196-1197位的cDNA分子或DNA分子。其中，序列表中的序列2的第196-1197位由1002个核苷酸组成，编码序列表中的序列3所示的蛋白质。上述生物材料中，B2)所述的含有所述核酸分子的表达盒(SiCUC1基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达SiCUC1的核酸分子，该核酸分子不但可包括启动SiCUC1基因转录的启动子，还可包括终止SiCUC1转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S；来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP",Chao等人(1999)PlantPhysiology120:979-992)；来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1(PR1)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯)诱导)；西红柿蛋白质酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸曱酯诱导)；热休克启动子(美国专利5，187，267)；四环素诱导型启动子(美国专利5，057,422)；种子特异性启动子，如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B(中国专利200710099169.7))，种子贮存蛋白质特异的启动子(例如，菜豆球蛋白质、napin,oleosin和大豆betaconglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBOJ.4:3047-3053))。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。合适的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV35S终止子、tml终止子、豌豆rbcSE9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子(参见，例如：Odell等人(I985)Nature313:810；Rosenberg等人(1987)Gene,56:125；Guerineau等人(1991)Mol.Gen.Genet,262:141；Proudfoot(1991)Cell,64:671；Sanfacon等人GenesDev.,5:141；Mogen等人(1990)PlantCell,2:1261；Munroe等人(1990)Gene,91:151；Ballad等人(1989)NucleicAcidsRes.17:7891；Joshi等人(1987)NucleicAcidRes.,15:9627)。可用现有的植物表达载体构建含有所述SiCUC1基因表达盒的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pAHC25、pWMB123、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因Nos)、植物基因(如大豆贮存蛋白质基因)3’端转录的非翻译区均具有类似功能。使用本专利技术的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白质，其特征在于，所述蛋白质是如下A1)、A2)或A3)的蛋白质：/nA1)氨基酸序列是序列表中序列3的蛋白质；/nA2)将A1)的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且具有提高氮的吸收利用活性的蛋白质；/nA3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白质标签得到的融合蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质，其特征在于，所述蛋白质是如下A1)、A2)或A3)的蛋白质：
A1)氨基酸序列是序列表中序列3的蛋白质；
A2)将A1)的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且具有提高氮的吸收利用活性的蛋白质；
A3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白质标签得到的融合蛋白质。


2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，其特征在于，为下述B1)至B5)中的任一种：
B1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；
B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B1)所述表达盒的重组载体；
B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；
B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系。


3.根据权利要求2所述的生物材料，其特征在于，B1)所述核酸分子为如下b1)或b2)所示的基因：
b1)编码链的编码序列是序列表中序列2的第196-1197位核苷酸的cDNA分子或DNA分子；
b2)编码链的核...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，马有志，黎毛毛，唐文思，张玥玮，周永斌，徐兆师，陈隽，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11