植物耐低鉀脅迫相關蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應用的製作方法
2023-10-11 12:30:59
專利名稱：植物耐低鉀脅迫相關蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種植物耐低鉀脅迫相關蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應用。
背景技術：
鉀素是植物體中含有的最豐富的無極陽離子，其總量佔植株總乾重的2% — 6%，對植物的生長發育起關鍵作用。鉀離子參與植物的許多重要生理生化過程，如維持細胞電荷平衡，調節各種酶的活性，調節細胞膨壓以及參與蛋白質合成，影響植物氣孔運動、光合作用、促進細胞伸長等。嚴重缺鉀的植物表現出缺素症狀如根系萎縮，莖部脆弱，葉片生活力差，老葉邊緣焦灼，種子果實小而皺縮，植株矮小，生長緩慢，易感染病蟲害及凍害。儘管鉀素是地殼中含量最多的可供植物吸收利用的礦質元素，但植物只能以離子形式吸收鉀素，因此能被植物利用的鉀素只佔很少一部分。農作物尤其是大豆對鉀素的消耗量較大，而根際可利用的土壤中的鉀 離子濃度一般在0.1—6.0mmol/L，經常低於植株需要的濃度，造成植株遭遇低鉀環境，嚴重影響植株的正常生長發育。當土壤溶液中鉀離子含量低，鉀肥供應不足時，會嚴重製約作物產量。因此，篩選鉀高效的作物新品種或利用基因工程改良作物品種，提高作物自身的鉀吸收利用能力，對於提高作物產量和改進品質具有重要作用。
發明內容
本發明的目的是提供一種植物耐低鉀脅迫相關蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應用。本發明所提供的與植物耐低鉀脅迫相關的蛋白質,來源於大豆(Glycine max(L.)Merr.),名稱為GmWRKY50,該蛋白質為如下a)或b)的蛋白質:a)由序列表中序列I所示的胺基酸序列組成的蛋白質；b)將序列表中序列I的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物的耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數量的由(a)衍生的蛋白質。序列表序列I所示的胺基酸序酸殘基組成。為了使上述(a)中的蛋白便於純化，可在由序列表序列I所示的胺基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表I所示的標籤。表I標籤的序列
權利要求
1.一種蛋白質，是如下a)或b)的蛋白質: a)由序列表中序列I所示的胺基酸序列組成的蛋白質； b)將序列表中序列I的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物的耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數量相關的由(a)衍生的蛋白質。
2.權利要求1所述蛋白質的編碼基因 所述蛋白質的編碼基因具體可為如下I)或2)或3)或4)的基因: 1)其核苷酸序列是序列表中序列2所示的DNA分子； 2)其核苷酸序列是序列表中序列2的第140位至第979位所示的DNA分子； 3)與I)或2)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且編碼權利要求1所述蛋白質的DNA分子； 4)在嚴格條件下與I)或2)或3)限定的DNA序列雜交且編碼權利要求1所述蛋白質的DNA分子。
3.含有權利要求2所述基因的重組載體、表達盒、轉基因細胞系、重組菌或重組病毒。
4.根據權利要求3所述的重組載體，其特徵在於:所述重組載體是在載體PCXSN的兩個Xcm I位點間插入權利要求2所述基因。
5.權利要求1所述蛋白質及權利要求2所述基因在調控目的植物的耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數量中 的應用。
6.一種培育轉基因植物的方法，包括如下步驟:在所述目的植物中導入權利要求2所述基因，得到耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數量高於所述目的植物的轉基因植物。
7.一種提高目的植物耐低鉀脅迫能力的方法，包括在所述目的植物中導入權利要求2所述基因的步驟。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特徵在於:所述導入是通過權利要求4所述重組載體實現的。
9.根據權利要求5—8中任一所述的應用或方法，其特徵在於:所述目的植物為單子葉植物或雙子葉植物；所述雙子葉植物具體可為擬南芥(Arabidopsis thaliana)。
10.根據權利要求1或5—9中任一所述的應用或方法，其特徵在於:所述低鉀為所述目的植物可利用的鉀量低於其正常生長發育的需要量； 所述耐低鉀脅迫能力與經所述低鉀脅迫的植物的器官體積和/或器官數量正相關；所述器官為葉、莖和/或根。
全文摘要
本發明公開了一種植物耐鉀脅迫相關蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應用。該蛋白質GmWRKY50來源於大豆(Glycine max(L.)Merr.)，為如下a)或b)的蛋白質a)由序列表中序列1所示的胺基酸序列組成的蛋白質；b)將序列表中序列1的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物的耐低鉀脅迫和/或器官體積及器官數量相關的由(a)衍生的蛋白質。實驗證明，將含有編碼所述蛋白的序列表序列2所示DNA分子的重組表達載體pCXSN-GmWRKY50轉化擬南芥得到的T3代純合轉基因植株，其耐低鉀脅迫能力明顯高於相同條件下的野生型擬南芥植株。本發明在提高植物耐低鉀脅迫能力的育種和研究中具有重要意義。
文檔編號A01H5/00GK103172717SQ201310064928
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者朱曉玲, 陳海峰, 王程, 郝青南, 崔嘉成, 沙愛華, 陳李淼, 周蓉, 張嬋娟, 張曉娟, 陳水蓮, 周新安 申請人:中國農業科學院油料作物研究所