[发明专利]水稻细胞周期蛋白OsCYCP4；1的应用及提高水稻耐低磷胁迫的方法

说明书

本发明公开了一种水稻细胞周期蛋白OsCYCP4；1的应用及提高水稻耐低磷胁迫的方法，OsCYCP4；1的表达在转录水平和翻译水平上均受磷饥饿胁迫的诱导。过量表达OsCYCP4；1基因抑制水稻生长，证明其负调控水稻生长。在正常培养条件下，OsCYCP4；1功能缺失突变体与野生型相比没有明显的表型差异，但突变体磷含量明显高于野生型。在缺磷条件下，OsCYCP4；1功能缺失突变体降低低磷抑制地上部生长的敏感性。本发明为提高植物对低磷耐受性和培育适用于磷贫瘠土壤的水稻新品种提供了保障。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，特别涉及一种水稻细胞周期蛋白OsCYCP4；1的应用及提高水稻耐低磷胁迫的方法。

背景技术

磷是一切生命所必需的大量元素之一。磷元素不仅构成了细胞内包括DNA，RNA，ATP和磷脂等在内的重要大分子，而且还参与调节信号转导，能量代谢和光合作用等重要的生理生化过程(Abel S(2011)Phosphate sensing in root development.Curr OpinPlant Biol 14:303-309)。随着分子生物学研究水平的不断提高，我们对植物体磷吸收和体内代谢的复杂生理生化过程有了一定的了解。植物中参与响应低磷胁迫的基因不断被发现，这些基因包括编码受磷饥饿诱导的可使植物特异性高效吸收和利用磷的磷酸盐转运体和磷酸酶，而其他基因编码的转录因子参与调控这些磷饥饿诱导基因的表达(Wu P(2014)SPX4 Negatively Regulates Phosphate Signaling and Homeostasis through ItsInteraction with PHR2 in Rice.Plant Cell 26:1586-1597；Zhou J,Jiao F,Wu Z,LiY,Wang X,He X,Zhong W,Wu P(2008)OsPHR2 is involved in phosphate-starvationsignaling and excessive phosphate accumulation in shoots of plants.PlantPhysiol 146:1673-1686；Zhang Z,Liao H,Lucas WJ(2014)Molecular mechanismsunderlying phosphate sensing,signaling,and adaptation in plants.J IntegrPlant Biol 56:192-220)。

缺磷抑制作物地上部分生长，进而严重影响作物产量。但是到目前为止对于磷饥饿胁迫如何抑制植物生长的分子机制还不是很清楚。已有研究报道植物生长抑制不是由植物体内磷含量低直接造成的，而是由一系列受磷饥饿触发的基因调控网络协调后的结果(Rouached H,Stefanovic A,Secco D,Bulak AA,Gout E,Bligny R,Poirier Y(2011)Uncoupling phosphate deficiency from its major effects on growth andtranscriptome via PHO1 expression in Arabidopsis.Plant J 65:557-570)。因此，研究磷饥饿抑制植物地上部分生长的机理对培育磷高效利用作物非常重要。