[发明专利]DGM1蛋白在提高植物根毛生成能力中的应用

说明书

本发明公开了一种DGM1蛋白在提高植物根毛生成能力中的应用。本发明提供了DGM1蛋白或其编码基因在提高植物根毛生成能力中的应用；所述DGM1蛋白可为序列表中序列2‑6中任一的蛋白质。本发明将AtDGM1在植物中过表达，发现可显著提高植物根毛长度和密度，且不改变植物其他的生长和发育性状。由于AtDGM1基因直接来源于植物，因而在生物安全方面具有较小的风险性。另外，由于AtDGM1基因在其他重要农作物如水稻，大豆，油菜和番茄中都有同源基因，因而在进行转基因植物构建时具有更多的选择余地。本发明为利用基因工程手段培育高效吸收土壤养分的农作物新品种提供基因资源，可用于培育高效吸收土壤养分的农作物新品种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种DGM1蛋白在提高植物根毛生成能力中的应用。

背景技术

根毛的表面积约占植物根系总表面积的70％，是根系吸收水分和养分最活跃的组织，并且是植物根系感受外界信号的重要组成部分。根毛是根部成熟区特定的表皮细胞外伸形成的单细胞、管状突出物。根毛作为植物根与土壤的直接接触部分，其数目和长度的增加可以增大植物根表皮细胞与土壤的接触面积，有助于提高根在土壤中的稳定性、根与微生物的互作及根对土壤营养的吸收。根毛还可以通过分泌大量的有机酸，酶类，粘液和次生代谢物质来影响根系周围环境。研究表明，通过增加根毛的密度和长度，可以改善植物的营养吸收效率。在拟南芥中，根毛细胞命运的决定与其所处的位置有关。位于两个皮层细胞之间的表皮细胞(生毛细胞)能够分化形成根毛，而位于一个皮层细胞之上的表皮细胞(非生毛细胞)不能发育成根毛。

当环境中营养缺乏时(比如缺磷、缺铁等)，植物根部会形成许多根毛，以提高植物对营养的吸收效率。这些营养胁迫可以促进根毛的生成和伸长，增加根毛的长度和生长时期，进一步提高生毛细胞形成根毛的比率，或者使非生毛细胞转化成生毛细胞。然而，目前对调控这些过程的分子机制并不明确。阐明调控根毛生长和发育的分子机制不仅有助于我们深入了解植物细胞发育分化的规律，而且能更好的服务于生产实践。本发明在提高植物根毛生成能力(包括根毛数目和长度)，进而将这一方法用于农作物育种方面具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种DGM1蛋白的新用途。

第一，本发明提供了DGM1蛋白或其编码基因在提高植物根毛生成能力中的应用。

其中，所述DGM1蛋白可为如下任一所示蛋白质：

(A1)氨基酸序列为序列表中的序列2的蛋白质(拟南芥来源)；

(A2)氨基酸序列为序列表中的序列3的蛋白质(水稻来源)；

(A3)氨基酸序列为序列表中的序列4的蛋白质(大豆来源)；

(A4)氨基酸序列为序列表中的序列5的蛋白质(油菜来源)；

(A5)氨基酸序列为序列表中的序列6的蛋白质(番茄来源)；

(A7)将序列表中序列2-6中任一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/或添加且具有相同功能的蛋白质；

(A8)与(A1)-(A7)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；

(A9)在(A1)-(A8)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。

第二，本发明提供了DGM1蛋白或其编码基因在促进植物根毛伸长和/或促进植物根毛密度增加中的应用。其中，所述DGM1蛋白为前文(A1)-(A9)任一所示蛋白质。

第三，本发明提供了一种培育根毛生成能力更强的植物的方法。