蛋白质TaARE1在调控植物耐低氮中的应用制造技术

本发明专利技术公开了蛋白质TaARE1在调控植物耐低氮中的应用。该蛋白质TaARE1为a1)或a2)或a3)或a4)：a1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的蛋白质；a2)在序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；a3)将序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同生物学功能的蛋白质；a4)与序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同一性，来源于小麦且具有相同生物学功能的蛋白质。该蛋白质TaARE1负调控植物对低氮胁迫的耐受性，敲除TaARE1基因提高植物对低氮胁迫的耐受性。迫的耐受性。

【技术实现步骤摘要】
蛋白质TaARE1在调控植物耐低氮中的应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及蛋白质TaARE1在调控植物耐低氮中的应用。

技术介绍

[0002]小麦是全球主要粮食作物之一，其种植面积和产量均居粮食作物之首。随着世界人口的急速增长，对粮食产量的需求大幅度增加，但是工业化进程的加快和环境条件的恶化对现有耕地产生严重冲击，依靠增加耕地面积提高粮食产量的措施难以实现，而提高单位耕地面积的粮食产量将成为解决粮食危机的最佳选择。
[0003]在长期农业生产中，借助良种选育推广、化肥农药使用和耕作灌溉方式改善等措施，使得小麦产量的提高取得重大突破。但是，一味地追求产量将对农业可持续发展带来严重的负面影响。氮素是植物生长发育和产量形成的重要元素，施用氮肥是提高小麦产量的重要农艺措施。然而，过度施用氮肥不仅增加作物的种植成本，降低其氮肥利用效率，还会带来严重的环境污染。因此，提高小麦的氮素利用效率，对于减少氮肥的过量施用、降低种植成本、减轻环境污染和实现农业可持续发展具有重要意义。
[0004]植物体内氮素的最初来源主要是土壤，土壤中的氮源存在两种形式，即无机态氮和有机态氮。有机态氮需水解成无机态氮的形式被植物吸收再利用；无机态氮主要包括硝态氮和铵态氮，是植物生长过程中的主要氮源。硝态氮是小麦的主要氮素吸收形式，但是铵态氮常作为硝态氮之外的植物氮素补充形式。作物的氮素利用具有基因型差异，在低氮条件下，作物产量的基因型差异主要取决于氮素的吸收效率，在高氮条件下，作物产量则由氮素吸收效率和氮素同化效率共同决定。因此，培育并推广氮高效小麦品种是提高氮肥利用效率的有效途径。深入理解小麦氮素利用效率的分子机理对于氮高效小麦的分子育种具有重要的指导意义。
[0005]提高小麦产量对解决粮食危机具有重要意义。适量增施氮肥能大幅度提高小麦产量，但是过量施加氮肥会造成严重的环境污染，增加种植成本。提高植物的氮素利用效率，在不降低产量的前体下减少氮肥的使用，是实现农业可持续发展的有效措施。目前已鉴定了多个与植物氮素利用有关的基因，但是植物的氮素利用是一个复杂的调控过程，涉及众多基因与环境因子的相互作用，目前仍有许多相关基因有待分离鉴定。挖掘新的植物氮素利用相关基因，有助于从分子水平对作物氮素利用效率遗传改良提供新线索。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题之一是如何调控植物的耐低氮性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了蛋白质TaARE1的应用，可为如下A1)至A15)中的至少一种：
[0008]A1)蛋白质TaARE1在调控植物的千粒重中的应用；A2)蛋白质TaARE1在调控植物的株高中的应用；A3)蛋白质TaARE1在调控植物的产量中的应用；A4)蛋白质TaARE1在调控植物的单株产量中的应用；A5)蛋白质TaARE1在调控植物的衰老中的应用；A6)蛋白质TaARE1
在调控植物的穗粒数中的应用；A7)蛋白质TaARE1在调控植物的穗长中的应用；A8)蛋白质TaARE1在调控植物的分蘖数中的应用；A9)蛋白质TaARE1在调控植物的根冠比中的应用；A10)蛋白质TaARE1在调控植物的生物量中的应用；A11)蛋白质TaARE1在调控植物根的生物量中的应用；A12)蛋白质TaARE1在调控植物耐低氮性中的应用；A13)蛋白质TaARE1在调控植物的氮素吸收效率中的应用；A14)蛋白质TaARE1在调控植物的氮素利用效率中的应用；A15)蛋白质TaARE1在调控植物在低氮生长条件下对氮的吸收中的应用。
[0009]所述蛋白质TaARE1来源于禾本科小麦属小麦种(Triticum aestivum L.)，全称为ABC1 REPRESSOR1。所述蛋白质TaARE1可为a1)或a2)或a3)或a4)：
[0010]a1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)所示的蛋白质；a2)在序列表中SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；a3)将序列表中SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同生物学功能的蛋白质；a4)与序列表中SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同一性，来源于小麦且具有相同生物学功能的蛋白质。
[0011]其中，序列表中SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)均由421个氨基酸残基组成。
[0012]为了使a1)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0013]表1标签的序列
[0014]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tag II8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0015]上述a3)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
[0016]上述蛋白质，均可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0017]上述序列如SEQ ID NO.1(TaARE1
‑
A)、SEQ ID NO.2(TaARE1
‑
B)和SEQ ID NO.3(TaARE1
‑
D)的蛋白质的编码基因可分别通过将序列表中SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5和SEQ ID NO.6自5
′
末端第375
‑
1640位、第389
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用，其特征在于：所述应用为如下A1)至A15)中的至少一种：A1)蛋白质TaARE1在调控植物的千粒重中的应用；A2)蛋白质TaARE1在调控植物的株高中的应用；A3)蛋白质TaARE1在调控植物的产量中的应用；A4)蛋白质TaARE1在调控植物的单株产量中的应用；A5)蛋白质TaARE1在调控植物的衰老中的应用；A6)蛋白质TaARE1在调控植物的穗粒数中的应用；A7)蛋白质TaARE1在调控植物的穗长中的应用；A8)蛋白质TaARE1在调控植物的分蘖数中的应用；A9)蛋白质TaARE1在调控植物的根冠比中的应用；A10)蛋白质TaARE1在调控植物的生物量中的应用；A11)蛋白质TaARE1在调控植物根的生物量中的应用；A12)蛋白质TaARE1在调控植物耐低氮性中的应用；A13)蛋白质TaARE1在调控植物的氮素吸收效率中的应用；A14)蛋白质TaARE1在调控植物的氮素利用效率中的应用；A15)蛋白质TaARE1在调控植物在低氮生长条件下对氮的吸收中的应用；所述蛋白质TaARE1为a1)或a2)或a3)或a4)：a1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的蛋白质；a2)在序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；a3)将序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同生物学功能的蛋白质；a4)与序列表中SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同一性，来源于小麦且具有相同生物学功能的蛋白质。2.应用，其特征在于：所述应用为如下B1)至B15)中的至少一种：B1)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的千粒重中的应用；B2)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的株高中的应用；B3)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的产量中的应用；B4)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的单株产量中的应用；B5)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的衰老中的应用；B6)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的穗粒数中的应用；B7)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的穗长中的应用；B8)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的分蘖数中的应用；B9)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的根冠比中的应用；B10)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的生物量中的应用；B11)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物根的生物量中的应用；
B12)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物耐低氮性中的应用；B13)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的氮素吸收效率中的应用；B14)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物的氮素利用效率中的应用；B15)与权利要求1中所述蛋白质TaARE1相关的生物材料在调控植物在低氮生长条件下对氮的吸收中的应用；所述生物材料为下述C1)至C7)和D1)至D7)中的任一种：C1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；C2)含有C1)所述核酸分子的表达盒；C3)含有C1)所述核酸分子的重组载体、或含有C2)所述表达盒的重组载体；C4)含有C1)所述核酸分子的重组微生物、或含有C2)所述表达盒的重组微生物、或含有C3)所述重组载体的重组微生物；C5)含有C1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有C2)所述表达盒的转基因植物细胞系；C6)含有C1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有C2)所述表达盒的转基因植物组织；C7)含有C1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有C2)所述表达盒的转基因植物器官；D1)抑制或降低权利要求1所述蛋白质编码基因表达的核酸分子；D2)含有D1)所述核酸分子的表达盒；D3)含有D1)所述核酸分子的重组载体、或含有D2)所述表达盒的重组载体；D4)含有D1)所述核酸分子的重组微生物、或含有D2)所述表达盒的重组微生物、或含有D3)所述重组载体的重组微生物；D5)含有D1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有D2)所述表达盒的转基因植物细胞系；D6)含有D1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有D2)所述表达盒的转基因植物组织；D7)含有D1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有D2)所述表达盒的转基因植物器官。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：C1)所述核酸分子为如下c1)或c2)或c3)或c4)或c5)所示的DNA分子：c1)核苷酸序列是序列表中SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5或SEQ ID...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭猛，王青，宗媛，高彩霞，左建儒，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：