[发明专利]小金海棠铁调控转运体基因在提高植物铁含量中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)铁调控转运体基因MxIRT1的一种新用途，尤其涉及小金海棠铁调控转运体基因在提高植物体中铁含量，提高植物吸收和利用铁的能力以及在促进植物生长或提高植物抗逆性中的用途，属于植物基因工程领域。

背景技术

一直以来，土壤中可被植物吸收利用的可溶性铁的含量不足使得很多植物常表现出缺铁失绿症，给农业生产中的产量和作物品质造成极大的影响，直接导致经济损失。另据2008年世界卫生组织(WHO)的世界健康报告，全世界铁缺乏人口超过20亿，其中半数是由于铁缺乏而贫血。因而，不断改善和提高主要粮食作物中的营养元素含量就变得尤为重要和紧迫。

植物耐缺铁研究不仅对提高植物产量、改善作物品质有重要意义，而且还可通过对食物品质的改良从而改变人类铁缺乏的状况。如果能提高主要农作物中的铁含量，这不仅能显著增强作物的抗缺铁胁迫能力，提高作物的产量，还能大大提高农作物(尤其是种子)的品质，可望解决人类所普遍存在的铁缺乏状况。

苹果树属于铁吸收机理I植物，负责铁离子吸收的跨膜转运体蛋白在应答缺铁胁迫过程中的作用十分关键。小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)是苹果属中的铁高效物种，其在缺铁环境下较其他品种具有更高的耐受能力。MxIRT1为小金海棠缺铁根cDNA文库中克隆出来和铁吸收相关的基因，与在其他物种中已发现的铁调控转运体(IRT)家族成员具有较高的相似性，具有相似的跨膜结构域和可变环序列(组氨酸富集区)。MxIRT1受植物铁环境调控，在缺铁条件下被诱导上调表达。在酵母异源互补试验中证实MxIRT1可以回复酵母铁、锌突变体吸收铁锌的能力，是具有铁锌转运活性的二价金属离子跨膜转运体。而其对铜、钴、镍等二价金属离子不具有转运活性。目前尚未见MxIRT1基因导入到植物体的报道以及将MxIRT1导入到植物体后可提高植物体中的铁的含量的证明。

发明内容

本发明的主要目的是提供小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)铁调控转运体基因在提高植物体矿质营养元素含量中的一种新用途。

本发明的主要目的是通过以下技术方案来实现的：

小金海棠铁调控转运体基因MxIRT1在提高植物铁含量中的用途；其中，所述的小金海棠铁调控转运体基因MxIRT1核苷酸序列为SEQ ID NO：1所示。

本发明人发现：将小金海棠铁调控转运体基因MxIRT1转化到受体植物中，使MxIRT1基因在受体植物中表达，可显著的提高植物器官中铁元素的含量(尤其是种籽中的铁含量)；此外，MxIRT1基因在受体植物中表达，还可有效促进植物根系适应缺铁环境，提高植物吸收或利用土壤中矿质元素的能力，促进植物生长和发育并提高植物的抗逆性。

具体的，所述的小金海棠铁调控转运体基因MxIRT1在提高植物铁含量中的用途，包括：构建含有小金海棠铁调控转运体基因MxIRT1的植物表达载体；将所述植物表达载体转化到受体植物中。

其中，所述的含有MxIRT1基因的植物表达载体可参考以下方法构建得到：将MxIRT1基因序列插入到植物表达载体合适的限制性酶切位点之间，可操作的与表达调控序列相连接，即可得到单子叶植物或双子叶植物表达载体；该植物表达表达载体可以由5′非编码区、MxIRT1基因序列以及3′非编码区所组成，其中，所述的5′非编码区可以包括启动子序列、增强子序列或/和翻译增强序列；所述的启动子序列可以是组成型、诱导型、组织或器官特异性诱导子，优选为CaMV35S启动子；所述的3′非编码区可以包含终止子序列、mRNA切割序列等。其中，所述的终止子优选为nos终止子。