[发明专利]大豆结瘤因子受体蛋白、编码核酸及其用途

说明书

发明领域

本发明涉及植物蛋白和编码核酸。更特定地，本发明涉及分离的 结瘤受体蛋白和核酸，其可用于增强作物植物如大豆(Glycine max L.) 中的结瘤和/或固氮。

背景技术

豆类中的结瘤和共生固氮为氮进入地球生物圈提供了主要渠道， 其能够取代高投入食物生产中化石燃料基肥料的增加(Gresshoff，2003， Genome Biology 4，201；Caetano-Anollés & Gresshoff，1991，Annu.Rev. Microbiol 45，345)。

随着原油成本的不断增加(2006年下半年高于60美元/桶)，对植 物-细菌相互作用的这种共生过程的理解及随之而来的优化逐渐受到重 视。

豆类中根瘤的出现需要接受源自根瘤菌的“结瘤因子”(NF，脂质 几丁寡糖)，据推测这种接受是通过由NFR1和NFR5组成的LysM型 受体激酶复合物进行的(Radutoiu等人，2003，Nature 425，585；Madsen 等人，2003，Nature 425，637；Limpens，等人，2003，Science 302，630)。 “根瘤菌”指侵入根部并形成根瘤的细菌的通称。大豆特异性地由慢 生型大豆根瘤菌、快生型大豆根瘤菌和中华根瘤菌菌株NGR234来根 瘤化。

NF感受诱导皮层细胞分化(CCD)，而且并行地引起根毛变形、 卷曲和最终受到入侵，这使得根瘤菌细菌进入，并富集NF信号(前述 Gresshoff，2003；前述Caetano-Anollés & Gresshoff，1991；Oldroyd，2001， Annals of Botany.87，709)。

大豆是用于食品、工业和医疗应用的主要豆类，其NF受体基因至 今为止尚未阐明。

发明内容

因此，本发明广泛地涉及分离的植物结瘤因子受体蛋白和分离的 编码核酸，和/或它们在改善、增强和/或促进植物结瘤中的应用。

在一种优选形式中，本发明提供了大豆结瘤因子受体蛋白和分离 的编码核酸。

在第一方面，本发明提供了分离蛋白，其包括SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4中阐述的氨基酸序列。

该方面还提供了所述分离蛋白的片段、变体和衍生物。

在第二方面，本发明提供了分离的结瘤因子受体复合物，该复合 物中包括多个结瘤因子受体蛋白。

在第三方面，本发明提供了分离核酸，其编码第一方面中的分离 蛋白。

在特定实施方式中，分离核酸包括SEQ ID NO:5-12中任一项所阐 述的核酸序列。

该方面还提供所述分离核酸的片段和变体。

此外，本发明的这个方面延伸至分离的结瘤因子基因和/或其遗传 组分，包括但不限于一个或多个内含子、一个或多个外显子、启动子、 5’未翻译区域和3’未翻译区域。

在第四方面，本发明提供了分离核酸，其包括结瘤因子受体基因 的启动子活跃片段。

优选地，启动子活跃片段是SEQ ID NO:5-8中任一项提出的核酸 序列的片段。

在特定实施方式中，启动子活跃片段包括SEQ ID NO:13-16中任 一项提出的核酸序列。

在第五方面，本发明提供了嵌合基因，其包括第四方面的启动子 活跃片段和异源核酸。

在第六方面，本发明提供了遗传构建体，其包括第三方面的分离 核酸或第四方面的嵌合基因。

优选地，遗传构建体是表达构建体，其中分离核酸或嵌合基因与 表达载体中的一个或多个调控序列连接或可操作地连接。

在第七方面，本发明提供了遗传修饰的植物，其包括第六方面的 遗传构建体。

在第八方面，本发明提供了产生遗传修饰的植物、植物细胞或组 织的方法，其包括下述步骤：将第六方面的遗传构建体引入植物细胞 或组织，从而对所述植物细胞或组织进行遗传修饰。

在一个实施方式中，遗传修饰的植物、植物细胞或组织稳定地表 达重组结瘤因子受体蛋白。

优选地，遗传修饰的植物、植物细胞或组织显示出相对得到改善、 增强和/或促进的结瘤和/或固氮。

在另一个实施方式中，遗传修饰的植物、植物细胞或组织表达结 瘤因子受体RNAi或反义构建体。