[发明专利]一种植物磷转运蛋白ZmPT4及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种植物磷转运蛋白ZmPT4及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质，命名为ZmPT4蛋白，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物磷转运相关的由序列1衍生的蛋白质。本发明提供了玉米中参与植物磷吸收和磷转运的蛋白和基因，对于进一步阐明植物磷营养的分子机理并通过基因工程的技术手段培育磷营养高效的作物新品种具有重要的理论意义和实践意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种植物磷转运蛋白ZmPT4及其编码基因和应用。

背景技术

磷是植物必需大量元素之一，参与植物的细胞构成、生长发育、物质代谢和能量代谢等。植物/作物主要通过根系从土壤中吸收无机磷。土壤溶液中有效磷的浓度极低，一般低于10μM。而植物细胞的磷浓度一般维持在毫摩尔(mM)水平，因此，植物/作物经常面临低磷胁迫。为保证植物/作物正常生长和提高产量，人们大量施用磷肥。磷肥施入土壤后，容易被土壤中的重金属等固定，成为不容易被植物/作物吸收的磷，磷肥当季利用效率一般低于30％，磷肥大量被浪费，同时还污染环境。因此，植物/作物的磷吸收效率低成为农业生产的重要限制因素。

玉米是禾本科草本植物，学名玉蜀黍。中国各地都有种植，尤以东北、华北和西南各省较多。玉米是粗粮中的保健佳品，食用玉米对人体健康颇为有利。玉米在我国粮食安全中起着极其重要的作用，是重要的饲料作物，又是食品、化工、燃料、医药等行业的重要原料。磷对玉米的生长发育、籽粒产量和质量有重要作用。磷素充足时，玉米早熟，籽粒色泽和品质好，产量高。玉米幼苗期缺磷，会导致玉米生长缓慢，硝态氮积累，蛋白质合成受阻，叶片呈现紫红色。雌雄穗分化时缺磷，则果穗发育受阻，穗顶绕缩，易形成空秆。授粉期缺磷，则授粉不良，果穗卷曲，导致缺行、缺粒或秃尖，品质下降。

提高玉米的磷吸收将有助于提高玉米对磷肥的利用效率，减少磷肥的施用，减少环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物磷转运蛋白ZmPT4及其编码基因和应用。

本发明提供的蛋白质，命名为ZmPT4蛋白，获自玉米自交系B73，为如下a)-e)中任一种蛋白质：

a)氨基酸序列包括序列表中序列1所示的氨基酸序列的蛋白质；

b)氨基酸序列由序列表中序列1所示的氨基酸残基组成；

c)将a)或b)所限定的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有提高植物磷吸收和/或累积功能的蛋白质；

d)与a)或b)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有提高植物磷吸收和/或累积功能的蛋白质；

e)a)-d)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。

为了使(a)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列