[发明专利]大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6的应用

说明书

本发明公开一种大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6的应用，涉及植物基因工程和生物技术领域。本发明通过实时荧光定量PCR方法，在大豆中鉴定了一个低磷根瘤中诱导表达的蔗糖转运蛋白基因GmSUT6，该基因的表达受低磷调控。低磷条件下，转基因大豆植株中超量表达GmSUT6具有调控根瘤生长发育的功能，对大豆与根瘤菌的共生具有显著的影响，这对阐明SUT基因在豆科作物与根瘤菌共生中的生物学功能，从而调控植物与根瘤之间的有益共生有着重要意义。

技术领域

本发明涉及植物基因工程和生物技术领域，具体涉及一种大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6的应用。

背景技术

高等植物是由自养器官和异养器官构成的自养生物。异养器官需要自养器官的光合产物来维持生长和发育。植物成熟叶片等“源”器官中合成的光合同化物80％都经过植物维管系统运输到根、花、果实等“库”器官。蔗糖是绿色植物光合同化物之一，也是绝大多数高等植物体内光合产物运输与分配的主要形式(杨双等，2005；白雪梅等，2006)。蔗糖在植株中定向运输和分配的方式不仅调控植株的整个生长和发育进程，也决定作物的产量和品质。而在蔗糖的“源”器官装载、韧皮部的长距离运输和“库”器官卸载等过程中，蔗糖转运蛋白(Sucrose Transporter或Sucrose Carrier，SUT或SUC)发挥着重要的作用(Williams etal.,2000；吴晓丹等，2006；阮燕晔等，2007)。蔗糖转运蛋白属于易化扩散超家族(MajorFacilitator Superfamily，MFS)，具有典型的12个跨膜结构域(Stolz et al.,1999)。蔗糖转运蛋白不仅在韧皮部的装载和卸载中起关键作用，而且在植物与共生体或病原菌碳分配中同样至关重要(Wahl et al.,2010；Wippel et al.,2010)。

根瘤菌(Rhizobium，R)是一类革兰氏阴性无芽孢的土壤杆菌，在土壤中分布很广，能够与豆科植物以及一些非豆科植物形成互利互惠的共生关系。根瘤菌通过侵染宿主植物的根系形成一种特殊的结构——根瘤。所形成的根瘤可以帮助寄主植物将空气中的游离态氮转化为可直接吸收利用的铵态氮，作为回报，寄主植物会为根瘤菌提供光合碳，供其正常的生长发育，这种现象称之为共生固氮(Qin et al.,2011)。因此，在寄主植物与根瘤菌共生系统中，蔗糖转运蛋白必然发挥着至关重要的作用。

虽然在拟南芥和苜蓿中，蔗糖转运蛋白家族(SUTs)已有相关研究，但是在大豆中仍尚未见报道，而且该基因家族成员在根瘤共生系统中的具体功能也并不清楚。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6在低磷根瘤中诱导表达方面的应用。

所述的大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6的核苷酸序列为Glyma.10G217900所示，GmSUT6基因编码的蛋白质的氨基酸序列为Glyma.10G217900所示。

本发明通过实时荧光定量PCR方法，在大豆中鉴定了一个低磷根瘤中诱导表达的蔗糖转运蛋白基因GmSUT6，该基因的表达受低磷调控。低磷条件下，转基因大豆植株中超量表达GmSUT6具有调控根瘤生长发育的功能，对调控植物与根瘤之间的有益共生具有重要意义。

本发明还提供一种大豆蔗糖转运蛋白重要基因GmSUT6在植物育种中的应用；进一步的，在培育转基因植物中的应用。

所述的植物为双子叶豆科植物。

所述的双子叶豆科植物为大豆。

本发明提供的基因GmSUT6和蛋白质能够调控包含它的转基因根系中根瘤的生长发育。

扩增上述GmSUT6基因全长或其任一片段的引物对属于本发明的保护范围。