[发明专利]基因TaPT13在提高植物对白粉菌抗性方面的应用

说明书

本发明属于农业生物领域，具体涉及基因TaPT13在提高植物对白粉菌抗性方面的应用。本发明的丛枝菌根特异的磷转运蛋白基因TaPT13可用于提高植物抗病性，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明确定TaPT13基因为一种丛枝菌根特异的磷转运蛋白基因，在植株接种白粉菌后，TaPT13基因表达量显著提高；而植株中沉默TaPT13基因后，植物的感病性增加，且抗病标志基因表达量下降。因此，TaPT13基因可用于提高小麦对白粉菌抗性，在植物育种、栽培具有广阔的应用空间。

技术领域

本发明属于农业生物领域，具体涉及基因TaPT13在提高植物对白粉菌抗性方面的应用。

背景技术

磷是植物生长发育所必需的第二大元素，它广泛参与了能量的转移、信号转导、大分子的生物合成、光合作用以及调控呼吸和其他的代谢过程，对植物生长具有重 要作用。磷在土壤中主要以复合体、不溶物及有机形式存在，而植物主要以无机磷 形式获取磷，因而土壤中的磷难以被植物吸收利用。植物应对低磷环境的胁迫进化 出了一系列有效的策略来促进磷的吸收和利用，包括改变根系结构、根系分泌有机 酸和磷酸酶、改变生物膜结构及代谢途径，以及与丛枝菌根建立共生关系促进磷的 吸收等。

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM)是自然界中最古老且分布最广泛的植物共生体。作为活体共生菌，AM真菌从植物体内吸收碳源维持自身的生长，同时AM 真菌促进植物吸收矿质元素，植物根系获取的磷几乎都是通过菌根吸收。AM真菌 促进植物对磷的吸收和利用有以下三个原因：第一，菌根的根外菌丝扩大了磷的吸 收范围；第二，AM真菌在生长过程中可分泌质子和酸性磷酸酶，加快土壤中有机磷 的酸化，提高有机磷的含量；第三，AM真菌在低磷条件下激发了菌根特异性植物高 亲和力磷转运蛋白的表达，从而提高植物对磷的吸收。

植物为了适应低磷的环境，进化出了低亲和力磷转运系统和高亲和力磷转运系统。低亲和力转运蛋白在高磷浓度时发挥作用，高亲和力转运蛋白在低磷浓度时发 挥作用，已发现的磷转运蛋白基因主要分为4个家族：PHT1、PHT2、PHT3、PHT4。 PHT2、PHT3和PHT4的大部分家族成员为低亲和力磷转运蛋白，而PHT1大部分成 员为高亲和力转运蛋白。目前，通过基因组测序和同源基因克隆的方法，已分离鉴 定出多个PHT1蛋白。拟南芥的PHT1家族包括9个成员。在番茄、土豆、辣椒和茄 子等茄科植物也分别已经分离到了5个成员，PHT1；3受菌根诱导增强表达，PHT1； 4和PHT1；5是菌根特异的磷转运蛋白基因，马铃薯的StPT3在菌根共生的根系表达 量显著升高，该基因是第一个被克隆并进行功能验证的菌根诱导磷转运蛋白。在单 子叶模式植物水稻的13个PHT1家族成员中，OsPT11是第一个鉴定的菌根特异磷 转运蛋白，主要在丛枝细胞中表达且蛋白定位在围丛枝膜上；OsPT13是菌根诱导的 磷转运蛋白，它参与了菌根共生水稻磷的吸收。双子叶植物苜蓿中发现了OsPT11的同源基因MtPT4，它定位在围丛枝膜上，是AM共生所必需的。

以往对磷转运蛋白的研究主要集中在植物对无机磷酸盐的吸收和再分配中的作用，磷转运蛋白在植物防御中的作用鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基因TaPT13的应用。

本发明的再一目的在于提供蛋白TaPT13的应用。

根据本发明具体实施方式的丛枝菌根特异的磷转运蛋白基因TaPT13的应用，其可提高植物抗病性，尤其是提高小麦对白粉菌抗性，并且还能够同时促进小麦对磷 的高效吸收。

根据本发明具体实施方式的基因TaPT13，其为植物丛枝菌根特异的磷转运蛋白，来源于普通面包小麦(Triticum aestivum)，在NCBI的Genbank中登录号为 KX130942.1，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示：