[发明专利]一种活性多肽及其在植物根部发育中的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物生理学领域，具体地，本发明涉及一种活性多肽及其在植物根部发育中的应用。

背景技术

根是植物在长期适应陆地生活过程中发展起来的器官，担负着吸收水分和溶质以及使植物固着在基质上的作用。空气中存在着大量的分子态的氮气，它们约占空气成分的80%。据估计，在整个大气层中，约有4×10¹⁵t的分子态氮。然而，绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮，用来合成自身的含氮化合物(如蛋白质等)。土壤中的含氮化合物，不是土壤本身固有的，而是在生物生命活动过程中逐渐积累起来的，其中很大一部分来自微生物的生物固氮。据估计，地球表面上每年生物固氮的总量约为10t，其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为55t，占生物固氮总量的55%左右。根瘤是在植物根系上生长的一种特殊的瘤，是寄生组织中建成共生的固氮细菌形成的，植物的根瘤可以合成自身的含氮化合物，如蛋白质等。

根瘤的形成过程大致为：聚集在根毛顶端的根瘤菌分泌一种纤维素酶，这种酶将根毛细胞壁溶解掉，根瘤菌从根毛尖端侵入根的内部，产生感染丝，根瘤菌不断地进入根毛，并且大量繁殖，在根瘤菌侵入的刺激下，根细胞分泌一种纤维素，将感染丝包围起来，形成一条分枝或不分枝的纤维素鞘，叫做侵入线，侵入线不断地延伸，直到根的内皮层，根的内皮层处的薄壁细胞，受到根瘤菌分泌物的刺激，产生大量的皮层细胞，从而使该处的组织膨大，最后形成根瘤。

根瘤菌的固氮作用是在常温、常压下进行的。根瘤固氮具有固氮效率高、无污染、成本低、收益高等优点。根瘤菌的固氮能力，不仅取决于土壤条件和农业措施，也取决于植物品种，人工培养的一些根瘤菌品系的固氮能力往往比野生品系的固氮能力高几倍。

本领域目前还没有找到一种可以直接应用的影响植物根部发育特别是影响植物根瘤形成的基因或活性物质。因此迫切需要进行影响农业植物尤其是豆科植物的根部发育的研究及开发。

发明内容

本发明的目的就是提供一种新的植物磺酸化肽及其在植物根部发育中的应用。

在本发明的第一方面，提供了一种分离的活性多肽，所述的活性多肽任选自下组：

(1)从N’端到C’端依次为Y、I、Y、T、N的多肽；

(2)上述(1)中多肽的衍生物；

(3)上述(1)中多肽或(2)中多肽的衍生物的前体。

在另一优选例中，所述的活性多肽来源于植物，较佳地来源于豆科植物。

在另一优选例中，(2)中所述的衍生物为磺酸化衍生物。

在另一优选例中，所述多肽的磺酸化位点为酪氨酸残基（Y）；较佳地，所述多肽的2个酪氨酸残基都被磺酸化。

在本发明的第二方面，提供了编码第一方面所述活性多肽的多核苷酸。

在另一优选例中，所述的多核苷酸为如SEQ ID NO.:11-20任一所示的多核苷酸。

在本发明的第三方面，提供了一种含有本发明第二方面所述多核苷酸的载体。

在本发明的第四方面，提供了一种宿主细胞，所述宿主细胞含有本发明的第三方面所述的载体，或其基因组中整合有本发明的第二方面所述的多核苷酸。

在本发明的第五方面，提供了第一方面所述活性多肽，或第二方面所述多核苷酸的用途，所述用途选自下组的一种或多种：

(a)用于调节植物侧根数目；

(b)用于调节植物根的长度；

(c)用于调节豆科植物根瘤的形成。

在本发明的第六方面，提供了一种制备转基因植物的方法，包括步骤：

将编码第一方面所述活性多肽的多核苷酸导入植物细胞中，培养所述植物细胞，再生成植物。

在另一优选例中，所述的多核苷酸为序列如SEQ ID NO.:11-20任一所示的多核苷酸。

在另一优选例中，所述的植物为豆科植物，较佳地任选自：大豆、紫花苜蓿、蒺藜苜蓿、百脉根、木豆、豌豆、蚕豆、红豆、绿豆、田菁等。

在本发明的第七方面，提供了一种制备第一方面所述活性多肽的方法，所述方法任选任自下组：

(1)培养第四方面所述的宿主细胞，收集获得第一方面所述的活性多肽；

(2)人工化学合成第一方面所述的活性多肽；

(3)从含有第一方面所述活性多肽的植物组织或器官中提取所述的活性多肽。

在另一优选例中，(3)中所述的植物为豆科植物，较佳地任选自：大豆、紫花苜蓿、蒺藜苜蓿、百脉根、木豆、豌豆、蚕豆、红豆、绿豆、田菁等。

在另一优选例中，(3)中所述的植物器官为根或根瘤。