[发明专利]氨转运蛋白基因、其编码蛋白及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域。本发明涉及一种氨转运蛋白基因、其编码蛋白及其该基因在 农作物氮高效利用方面的应用。

背景技术

土壤中可利用的氮源比较少，而氮又是植物需求量最大的矿物质元素，自然就会成为农 作物产量最主要的限制因素之一。由于外源的氮对农作物产量的提高是非常有效的，因而， 在集中型农业系统中，阶段性的施加无机氮肥成为提高农作物产量的重要途径。许多农作物 品种之所以被耕种者选择，一部分原因就是它们对施用的氮肥有更高的利用性。然而，无机 氮肥的应用会造成一系列环境问题，尤其是淡水，进而江河和海水的富营养。正因为如此， 需要降低氮肥的使用量，并寻找氮利用率更高的植物基因型。更高的氮利用率可以保证在产 量不下降的前提下，减少氮肥的使用量。当然，值得一提的是，对大多数农作物来讲，随着 农产品的收获，土壤中的氮被不可逆转的转移，最终可能会导致土壤中氮源的耗竭。

铵盐(NH₄⁺)和硝酸盐(NO₃^-)是大多数非固氮农作物进行氮吸收和同化的主要形式。在自然 界中的土壤中，NH₄⁺一般在丰度上要比NO₃^-少10-1000倍。但是，在许多微生物和植物中， NH₄⁺是被优先利用的无机氮形式，部分原因可能是NH₄⁺被细胞代谢所消耗的能量比NO₃^-要少。 NH₄⁺是无机氮与有机氮转化过程中的重要中间复合物，在去氨基和转氨基反应生成其它含氮化 合物的过程中也是不可或缺的。

在生理水平上，有两个动力学特性不同的转运系统参与了NH₄⁺的转运：低亲和转运系统 (LATS)，与K⁺被动运输通道相关，介导高浓度下氮的吸收；高亲和转运系统(HATS)，通过将 NH₄⁺内流与H⁺偶联介导NH₄⁺的主动运输，介导低浓度下氮的吸收。在分子水平上，植物、酵母、 细菌、真菌、动物以及藻类中已发现的编码NH₄⁺转运蛋白的基因组成了三个家族：AMT/MEP/ Rh。

盐藻(Dunaliella viridis)属团藻目、多毛藻科、杜氏藻属，是耐盐性最强的真核单细 胞藻类。不仅可在高盐海水和盐湖等生长，也能经受外界环境中盐浓度0.5-5.5mol/L剧烈 变化。在外界高盐的环境下，盐藻可利用环境中低浓度的毫摩尔的NO₃^--N和NH₄⁺-N。研究盐 藻的NH₄⁺-N转运，有利于搞清楚高盐环境下植物铵态氮的转运机制及调控机制。因此，盐藻 氨转运蛋白基因DvAMT的克隆及功能鉴定对于改善逆境下农作物的性状有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供了一个具有铵态氮源转运功能的氨转运蛋白基因，该基因 是从盐藻中分离的一个DNA分子，称为DvAMT1；1。

本发明的目的之二在于提供该基因的编码蛋白。

本发明的目的之三在于提供该在提高低氮环境下NH4+的利用率中的应用。

本发明的目的之四在于提供了该基因在改良农作物性状中的应用。

为达以上目的，本发明通过下述方案实现：

一种氨转运蛋白基因，其特征在于该基因具有下列核苷酸序列之一：

1)具有SEQ ID NO 1所示的碱基序列；

2)与序列表中序列1所限定的核酸序列具有95％以上的同源性，且编码相同生物学 功能蛋白质的DNA序列。

一种上述的基因的编码蛋白，该蛋白具有下列氨基酸序列之一：

1)具有SEQ ID NO 2所示的氨基酸序列；

2)通过将SEQ ID NO 2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添 加而产生的衍生蛋白质的氨基酸序列，该衍生蛋白质与SEQ ID NO 2的蛋白具有相同的生物 学功能。