马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的应用制造技术

本发明专利技术涉及马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的应用，属于植物基因工程技术领域。本发明专利技术提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物产量、糖含量、光合速率、叶绿素含量、糖代谢相关基因表达等方面中的应用。本发明专利技术所述应用对提升农作物糖含量、产量以及筛选种质材料和定向育种等均具有重要的生产意义。

【技术实现步骤摘要】
马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的应用
本专利技术涉及植物基因工程
，具体涉及马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的应用。
技术介绍
马铃薯(SolanumtuberosumL.)是全球第三大粮食作物，粮菜兼用，营养价值高、产业链长。中国是世界上马铃薯种植面积最大的国家，但单产与美国、荷兰、日本等国家有一定差距。块茎是马铃薯产量的唯一形式，块茎中的淀粉来源于叶片光合作用合成的单糖和蔗糖，从源器官经长距离运输至块茎中储存，或部分分解为单糖，为块茎发育等提供能源。糖在植物中由源器官运输到库器官，主要由介导糖在韧皮部的长距离运输的糖转运蛋白完成。光合作用产生的糖大约80％都是通过叶片的微管系统运输到植物的其他部位，对作物产量的形成起关键作用。在拟南芥中至少有69个糖转运蛋白，它们属于8个亚家族，分别为：蔗糖转运蛋白(sucrosetransporter，SUC/SUT)，己糖转运蛋白(hexosetransporter，STP/HXT)，多元醇转运蛋白(polyoltransporter，PLT)，肌醇转运蛋白(myo-inositoltransporter，ITR/MIT)，质体转运蛋白(plastidicglucosetransporter，pGlcT)，单糖转运蛋白(putativemonosaccharidesensingprotein，AZT/MSSP)。已有的研究显示，StSUT1负责筛管中糖分的转运，介导糖从韧皮部向其他组织、器官的运输；在土豆中反义抑制SUT后，造成蔗糖上载受阻，使得叶片中的蔗糖含量大幅度上升。反义抑制植株的叶片边缘卷曲并黄化，块茎显著减小。单糖转运蛋白是糖转运蛋白的重要组成，对单糖的转运、吸收、利用和积累均起作用。已有研究表明，马铃薯基因组中有54个糖转运蛋白，其中20个为单糖转运蛋白，但尚未见有关解析单糖转运蛋白尤其液泡膜定位的单糖转运蛋白功能方面的研究报道。鉴定马铃薯中的液泡膜单糖转运蛋白，深入剖析其功能，不仅有助于了解其对植物生长发育的作用，还可以分析对产量及农产品品质的影响，进而为育种提供参考。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的应用。本专利技术所述应用对提升农作物糖含量、产量以及筛选种质材料和定向育种等均具有重要的生产意义。本专利技术提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物产量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。优选的是，所述植物包括马铃薯和拟南芥。优选的是，所述植物产量包括马铃薯植株单株鲜重和结薯重量；或包括拟南芥植株单株鲜重和角果重量。本专利技术还提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物糖含量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。优选的是，所述植物包括马铃薯和拟南芥。优选的是，所述糖含量包括马铃薯叶片糖含量和块茎糖含量，或包括拟南芥的叶片糖含量。本专利技术还提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物光合速率中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。优选的是，所述植物包括马铃薯。本专利技术还提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物叶片叶绿素含量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。优选的是，所述植物包括马铃薯。本专利技术还提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物糖代谢相关基因表达量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。优选的是，所述植物包括马铃薯和拟南芥。优选的是，所述植物糖代谢相关基因包括马铃薯StAGPase、StGBSS和StSPS基因和拟南芥AtAGPase和AtGBSS基因。本专利技术提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的应用。本专利技术首次分离克隆了马铃薯StTMT2基因，并首次在马铃薯中同源过表达了StTMT2基因以及在拟南芥中异源过表达了该基因。实验结果表明，与对照相比，阳性转基因马铃薯株系在T0和T1代均表现块茎增大，叶片和块茎糖类含量增加，叶片叶绿素含量及光合速率增加等优良性状；阳性转基因拟南芥叶片中的糖类含量增加提高。马铃薯中同源过表达StTMT2显著提高了StAGPase、StGBSS和StSPS基因相对表达量；AtAGPase和AtGBSS在3个阳性转基因拟南芥株系中的相对表达量极显著高于野生型受体。本专利技术所述应用对农作物产量提升、育种及生产应用具有重要的生产意义。附图说明图1为本专利技术提供的马铃薯StTMT2蛋白与其它植物TMT2蛋白系统进化树分析图；图2为本专利技术提供的重组植物表达载体pCAMBIA1302-StTMT2双酶切鉴定图；图3为本专利技术提供的阳性转基因马铃薯株系PCR检测结果图；图4为本专利技术提供的盆栽90天后受体与T0代阳性转基因单株叶表型和单株结薯情况对比图；图5为本专利技术提供的盆栽60天后受体与T1代阳性转基因植株地上部分长势情况对比图；图6为本专利技术提供的盆栽90天后受体和阳性转基因株系叶片中的糖含量；图7为本专利技术提供的盆栽90天后受体和阳性转基因株系块茎中的糖含量；图8为本专利技术提供的盆栽90天后受体和转基因植株叶片的光合速率和叶绿素含量；图9为本专利技术提供的阳性转基因拟南芥株系PCR检测结果图；图10为本专利技术提供的移栽30天后野生型与阳性转基因拟南芥表型对比图；图11为本专利技术提供的移栽30天后野生型和阳性转基因拟南芥株系叶片中糖含量测定图；图12为本专利技术提供的StTMT2的亚细胞定位分析图；图13为本专利技术提供的阳性转基因马铃薯中3个糖代谢相关基因的荧光定量PCR结果；图14为本专利技术提供的阳性转基因拟南芥中2个糖代谢相关基因的荧光定量PCR结果。具体实施方式本专利技术提供了马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物产量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。本专利技术所述基因源自Genbank登录号为MT454112的序列，该序列为专利技术人自主克隆并上传至Genbank。本专利技术通过RT-PCR方法克隆得到了所述的马铃薯液泡膜单糖转运蛋白基因完整的编码区序列，被命名为StTMT2。本专利技术所述基因含有1个外显子，不含内含子，含有一个全长为2214bp的开放阅读框(OpenReadingFrame，ORF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物产量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物产量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物包括马铃薯和拟南芥。


3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物产量包括马铃薯植株单株鲜重和结薯重量；或包括拟南芥植株单株鲜重和角果重量。


4.马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物糖含量中的应用，所述马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。


5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述植物包括马铃薯和拟南芥。


6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，所述糖含量包括马铃薯叶片糖含量和块茎糖含量，或包括拟南芥的叶片糖含量。


7.马铃薯液泡膜单糖转运蛋白StTMT2基因或蛋白或含所述基因的重组载体、表达盒或重组菌在提高植物光合速...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩檑，聂峰杰，陈虞超，张海雯，宋玉霞，甘晓燕，张丽，刘璇，杨文静，张国辉，
申请(专利权)人：宁夏农林科学院农业生物技术研究中心宁夏农业生物技术重点实验室，
类型：发明
国别省市：宁夏;64