[发明专利]一种缺磷响应磷酸根转运蛋白TaPHT1.6及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种缺磷响应磷酸根转运蛋白TaPHT1.6及其编码基因和应用。

背景技术

磷是植物生长所必需的大量营养元素之一。土壤中缺磷会严重影响植物的生长发育，导致农作物减产。施用磷肥是保障农作物获得高产的重要农艺措施。我国每年的磷肥用量在1000万吨左右，是世界上磷肥用量最大的国家之一。磷矿是生产磷肥最主要的原料，但磷矿资源为不可再生资源。以现在磷肥年用量推算，全球磷矿资源在未来的几十年内将会被耗竭，将会严重危及我国的粮食安全。

提高农作物从土壤中吸收磷的效率是缓解磷矿资源短缺、促进农业可持续发展的有效途径。属于PHT1基因家族的磷酸根转运蛋白基因负责根系从土壤中吸收磷酸盐（Pi）。利用基因工程技术提高PHT1磷酸根转运蛋白基因表达量可以显著促进农作物对磷的吸收。如在水稻中超量表达一个PHT1基因OsPT1，显著促进了水稻对磷的吸收（Seo等，2008）。在水稻中，超量表达一个烟草的PHT1基因NtPT1也显著促进了水稻对磷的吸收（Park等，2007）。这些研究说明，鉴定和分离PHT1磷酸根转运蛋白基因，利用基因工程技术改造和改良农作物吸收利用磷的效率，对培育资源节约型的磷高效农作物新品种，有着重要的理论意义和经济价值。

国内外已在水稻、玉米、小麦、大麦、大豆、拟南芥等植物中克隆了多个PHT1磷酸根转运蛋白基因，其中对水稻和拟南芥中PHT1磷酸根转运蛋白基因的功能有较为全面的了解。由于小麦的基因组复杂，目前还缺乏全基因组的序列信息，对小麦中PHT1磷酸根转运蛋白基因的序列信息和功能还缺乏系统了解。Davies等（2002）从小麦中克隆TaPHT1.2（也称TaPT2）基因的全长cDNA序列；此后曾雅娟等（2002）证明TaPT2可以互补酵母的高亲和力磷酸根转运蛋白基因突变体MB192，显示TaPT2是一个具有转运磷酸根功能的基因。常胜合等（2004）从小麦中克隆了一个PHT1磷酸根转运蛋白基因TaPT8，该基因在功能上可互补酵母的高亲和力磷酸根转运蛋白基因突变体。利用酵母的高亲和力磷酸根转运蛋白基因突变体进行功能互补是鉴定PHT1基因功能的常用办法之一。如Ai等（2008）利用MB192鉴定了水稻PHT1磷酸根转运蛋白基因OsPT6的功能；类似地，Jia等（2011）鉴定了水稻PHT1磷酸根转运蛋白基因OsPT8的功能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种缺磷响应磷酸根转运蛋白TaPHT1.6及其编码基因。

本发明提供的蛋白质，是如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（b）将序列2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/或添加且具有相同功能的由序列2衍生的蛋白质。

上述序列2由539个氨基酸残基组成。

编码上述蛋白的DNA分子也是本发明保护的范围。

上述DNA分子为如下1）-3）中任一种DNA分子：

1）编码区为序列表中序列1所示的的DNA分子；

2）在严格条件下与1）限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能的蛋白的DNA分子；

3）与1）限定的DNA序列具有90%以上同源性，且编码具有相同功能的蛋白的DNA分子。

上述严格条件可为在6×SSC，0.5% SDS的溶液中，在65oC下杂交,然后用2×SSC,0.1% SDS和1×SSC,0.1% SDS各洗膜一次。

含有上述DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌也是本发明保护的范围。

上述重组载体为将上述DNA分子插入表达载体，得到表达上述蛋白质的载体。

在本发明的实施例中，表达载体为p112A1NE，重组载体为将序列表中序列1自5’末端第1至1620位核苷酸所示的TaPHT1.6基因插入p112A1NE载体的EcoRI和NotI双酶切位点间得到的质粒。

上述重组菌为将重组载体导入目的菌中得到的。

上述重组菌中，所述目的菌为酵母菌，所述酵母菌具体为酵母MB192，为磷吸收突变体。

扩增上述DNA分子或其任意片段的引物对也是本发明保护的范围。

上述的蛋白质、上述的DNA分子或上述的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在转运磷和/或吸收磷中的应用也是本发明保护的范围。