调节植物镁离子吸收和转运的方法技术

本发明专利技术涉及调节植物镁离子吸收和转运的方法。具体提供一种调节植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因缺镁或高镁引起的状况、或调节植物长势的方法，包括：调节水孔蛋白的表达或活性。本发明专利技术首次发现水孔蛋白具有对Mg

【技术实现步骤摘要】
调节植物镁离子吸收和转运的方法


[0001]本专利技术涉及植物矿物质吸收和转运，具体涉及水孔蛋白在调节植物镁离子吸收和转运中的用途。

技术介绍

[0002]水孔蛋白(aquaporin，AQP)是细胞膜上能选择性地高效转运水分子的膜内在蛋白，属于MIP(major intrinsic protein)超家族。AQP家族都具有高度保守的结构特征与功能结构域。通常是以四聚体形式存在，少数则以二聚体或单体形式存在。对于四聚体的AQP，每个单体形成独立的水通道。
[0003]AQP依据其序列将植物水孔蛋白分为七个亚类：质膜膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic proteins，PIPs)、液泡膜膜内在蛋白(tonoplast intrinsic proteins，TIPs)、类Nod26膜内在蛋白(Nodulin 26
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like intrinsic proteins，NIPs)和小分子碱性膜内在蛋白(small and basic intrinsic proteins，SIPs)、GlpF类膜内在蛋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调节植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因缺镁或高镁引起的状况、或调节植物长势的方法，包括：调节水孔蛋白的表达或活性，优选地，所述方法上调水孔蛋白的表活或活性，从而上调植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因缺镁引起的状况、或促进植物生长，和/或所述方法下调水孔蛋白的表活或活性，从而下调植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因高镁引起的状况、或抑制植物生长，和/或水孔蛋白或其基因源自大戟目植物；更优选地，水孔蛋白选自以下的一种或多种：PIP、TIP、NIP、SIP、GIP、HIP和XIP。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上调植物中水孔蛋白的表达或活性包括：(1)将水孔蛋白基因转入植物，获得转化的植物；和/或(2)将水孔蛋白基因或其编码蛋白的促进剂与植物接触，优选地，所述促进剂包括能将水孔蛋白磷酸化、异聚化、糖基化和甲基化的试剂或增加细胞环境的质子梯度(pH)、Ca
2+
的试剂。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下调水孔蛋白的表活或活性包括：将下调水孔蛋白基因转录、蛋白表达或蛋白活性的抑制剂转入植物，优选地，所述抑制剂包括特异性干扰水孔蛋白基因转录和/或表达、或下调水孔蛋白活性的抑制分子，优选地，所述抑制分子以水孔蛋白基因或其转录本或表达蛋白作为抑制靶标；更优选地，所述抑制分子以SEQ ID NO:2或其RNA对应物或SEQ ID NO:1所示的蛋白作为抑制靶标，优选地，所述抑制分子选自下组：(1)小分子化合物、反义核酸、microRNA、siRNA、shRNA、dsRNA、sgRNA、特异性抗体或配体、使用选自ZFN、TALEN和CRISPR的技术敲除或敲减水孔蛋白基因的试剂，或其组合，和(2)能表达或形成(1)的核酸构建物。4.如权利要求1
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3中任一项所述的方法，其特征在于，所述水孔蛋白的氨基酸序列选自以下的一种或多种：(a)具有SEQ ID NO:1所示序列的多肽；(b)将SEQ ID NO:1所示序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽；或(c)与(a)的多肽序列有90％以上同源性且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽，或编码所述水孔蛋白的核酸序列选自以下的一种或多种：(1)编码如SEQ ID NO:1所示多肽的多核苷酸；(2)如SEQ ID NO:2所示的多核苷酸或与其具有80％以上同源性的多核苷酸；(3)在SEQ ID NO:2所示多核苷酸的5
’
端和/或3
’
端截短或添加1
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60个核苷酸的多核苷酸；(4)与(1)
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(3)任一所述的多核苷酸互补的多核苷酸。5.物质在调节植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因缺镁或高镁引起的状况、调节植物长势中的用途，所述物质选自下组：水孔蛋白基因或编码蛋白、或其促进剂或抑制剂，
优选地，水孔蛋白或其基因源自大戟目植物；更优选地，水孔蛋白选自以下的一种或多种：PIP、TIP、NIP、SIP、GIP、HIP和XIP。6.如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述物质为水孔蛋白基因或编码蛋白、或其促进剂，并且所述物质上调植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因缺镁引起的状况、促进植物生长，优选地，所述促进剂选自下组：小分子化合物、含有水孔蛋白编码序列的核酸构建物或其组合，优选地，所述促进剂包括能将水孔蛋白磷酸化、异聚化、糖基化和甲基化的试剂或增加细胞环境的质子梯度(pH)、Ca
2+
的试剂。7.如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述物质为水孔蛋白基因或编码蛋白的抑制剂，并且所述物质下调植物对镁离子的吸收和转运、改善植物因高镁引起的状况、抑制植物生长，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，马秋香，
申请(专利权)人：中国科学院分子植物科学卓越创新中心，
类型：发明
国别省市：