[发明专利]NRT2_5蛋白在调控植物苞叶宽度中的应用

说明书

本发明公开了NRT2_5蛋白在调控植物苞叶宽度中的应用，NRT2_5蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所示。实验证明，降低玉米B104中NRT2_5蛋白的表达量和/或活性，得到转基因玉米；与玉米B104相比，转基因玉米的苞叶宽度显著减小。由此可见，NRT2_5蛋白可以调控植物苞叶宽度。本发明具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及NRT2_5蛋白在调控植物苞叶宽度中的应用。

背景技术

玉米苞叶的光合作用对果穗籽粒产量的形成有重要贡献。玉米苞叶没有C₄植物叶片的花环结构，但光合碳同化途径既有C3也有C4途径。Yakir等(1991)利用同位素标记法对玉米苞叶碳水化合物来源进行了定量分析，结果表明玉米苞叶中纤维素的合成16％来自苞叶C3途径，62％来自C4光合途径，其余22％则由其它叶片合成的蔗糖转运而来。虽然玉米苞叶面积与茎叶面积相对较小，但如果去除苞叶，玉米产量将会有一定程度的降低。Jain(1971)也证实了在一些玉米品种中，苞叶光合作用对最终果穗干物质含量有15％的贡献率。

玉米苞叶是营养物质贮存的重要器官，贮存的物质在灌浆后期转运到玉米果穗。苞叶贮存矿质营养的能力和对籽粒增重的作用仅次于茎秆，远高于穗轴和叶鞘。灌浆期开始时，苞叶的可溶性糖和氨基酸含量最高，到乳熟期两者的含量均迅速降低，导致了苞叶水势的升高，这可能是苞叶开始脱水的诱因。虽然苞叶和茎叶的净光合效率没有明显区别，但是苞叶比茎叶具有更高的转换效率来促进籽粒产物的积累。

玉米苞叶不仅是果穗营养贮存器官，也是玉米植株上果穗的保护器官，为果穗提供良好的发育环境。第一，苞叶通过包裹果穗维持了籽粒发育所需的适宜温度。尤其在玉米生育后期，收获可能遇到冻害情况下,苞叶可以防止热量的散失,有效地降低降温引起的冻害率。第二，苞叶可以降低逆境环境引起的水分亏缺从而带来的玉米生殖抑制。第三，合理的苞叶覆盖和紧密程度可以有效地降低或消除黄曲霉素的污染。第四，玉米收获时，较长和紧密的苞叶可以阻止病害虫进入到果穗内部，从而有利于降低或阻止病虫害的发生。由此可见，苞叶在玉米果穗发育中具有重要作用。

适合联合机收的玉米品种基本要求为：生育期较短，后期抗倒伏能力强；成熟期籽粒含水量要低，脱水速率快。已有研究表明，玉米苞叶形态结构特征是影响玉米果穗后期脱水速率的最直接因素。Zuber等(1950)提出苞叶宽度是影响玉米籽粒脱水速率的重要因素。苞叶总长与苞叶总宽是影响苞叶面积的决定性因素，其中苞叶总宽与苞叶总面积的相关性明显大于苞叶总长与苞叶总面积的相关性。而脱水速率与苞叶覆盖程度呈负相关，闫淑琴等(2007)对9份玉米自交系及所配杂交组合进行测定，结果表明，苞叶脱水速率、穗轴脱水速率与籽粒脱水速率正相关；苞叶数目多，面积大，含水量高，则籽粒脱水速率慢。由此可见，玉米苞叶宽度是影响玉米收获期脱水的重要性状。

发明内容

本发明的目的是减小植物苞叶宽度。

本发明首先保护NRT2_5蛋白的应用，可为S1)或S2)：

S1)调控植物苞叶宽度；

S2)培育苞叶宽度改变的转基因植物。

上述应用中，所述NRT2_5蛋白可为a1)或a2)或a3)：

a1)氨基酸序列是SEQ ID NO：3所示的蛋白质；

a2)在SEQ ID NO：3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；

a3)将SEQ ID NO：3所示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/或添加得到的与植物苞叶宽度相关的蛋白质。

其中，SEQ ID NO：3由520个氨基酸残基组成。

为了使a1)中的蛋白质便于纯化，可在SEQ ID NO：3所示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。