[发明专利]一种与植物结实率相关的磷酸盐转运蛋白LcPHT4；3及其应用

说明书

一种与植物结实率相关的磷酸盐转运蛋白LcPHT4；3及其应用。本发明提供了一种磷酸盐转运蛋白基因及其蛋白、cDNA序列，该基因来源于草原牧草植物羊草，利用所克隆到的cDNA序列，构建植物表达载体，转化野生型拟南芥，获得了转基因植物。转基因拟南芥表型观察发现，该磷酸盐转运蛋白基因参与了磷响应的信号通路，同时影响到植物的结实率。

技术领域

本发明涉及一种磷酸盐转运蛋白。具体的说，本发明涉及到一种来源于典型草原牧草植物——羊草的编码磷酸盐转运蛋白的基因，命名为LcPHT4;3。本发明还涉及该基因编码的氨基酸序列，以及含有这类基因的载体，以及这类基因在结实率基因工程中的应用。

背景技术

羊草是牧草之王，营养丰富，适口性好，被誉为家畜“细粮”。同时，由于羊草的根具有极强的穿透侵占能力，并且能形成密集的根网结构，能很好的保持水土，有利于草原“三化”的治理，对草原生态保护具有重要的价值。但是，我国草原生产力与上世纪80年代相比下降 40％左右，90％以上草原发生退化。过度放牧是导致草原退化的主要因素之一。长期放牧干扰下，羊草的形态特征发生显著地变化，表现为羊草茎叶性状显著小型化，其中包括株高和个体地上生物量的降低。在自然生境中羊草无性繁殖占绝对优势，有性繁殖能力较弱，主要表现在三低问题：即结实率低、抽穗率低、种子萌发率低。结实率低对羊草的实际生产和应用带来很大的困难，也严重限制了我国天然草地的恢复改良。

利用生物技术对羊草磷酸盐转运蛋白基因进行研究，发现LcPHT4;3参与了羊草对放牧胁迫的响应以及磷响应的信号通路，同时影响到植物的结实率。

发明内容

本发明的目的是提供一种与植物结实率相关的蛋白LcPHT4;3及其编码基因与应用。

本发明所提供的LcPHT4;3来源于羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)，是磷酸盐转运蛋白家族中的一员，其核苷酸序列和氨基酸序列见SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2；或者是将SEQ ID NO：2氨基酸序列经过一个或者几个氨基酸的取代、缺失或者添加且具有与序列表中的蛋白质相同活性的由序列衍生的蛋白质序列。表中氨基酸残基序列是由516个氨基酸残基组成的蛋白质，分子量约55.68KD，等电点10.20，基因全长2197bp，拥有SEQID NO： 1所示的全长cDNA序列，包括完整读码框1548bp和45bp的5′及605bp的3′UTR区。

本发明还提供了一种分离的多核苷酸在促进植物结实率基因工程中的应用，其中所述多核苷酸的序列如SEQ ID No：1所示。其中，植物优选为拟南芥。

附图说明

图1：过度放牧下LcPHT4;3基因表达量的检测；

图2：不同非生物胁迫处理下LcPHT4;3基因表达量的检测；

图3：磷胁迫处理条件下LcPHT4;3-OE与拟南芥(Col-0)种子量比较，OE代表不同的转基因株系。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的实验步骤进行详细说明：

实施例1.羊草LcPHT4;3基因的克隆

取羊草一个月苗龄植株用于试验，剪取地上部分组织置于1.5mL离心管中，液氮速冻，保存于-80℃超低温冰箱中备用。利用植物RNA提取试剂盒(TaKaRa，Cat#9769)和反转录试剂盒(TaKaRa，Cat#RR047A)对植物样品进行RNA的提取和反转录合成cDNA。以全长引物LcPHT4;3-F/R为引物，以cDNA为模板进行PCR扩增。

LcPHT4;3-F：CGCCTCCCTCGTCGACAGACGGCGGAGAAAACA；

LcPHT4;3-R：ATTCGAGCTCACTAGTCATATGTCCTCTTTGGCG。