[发明专利]氮素限制条件下农艺性状改变的植物和非生物胁迫耐性基因相关的构建体和方法

说明书

本发明公开了分离的多聚核苷酸和多肽，以及赋予植物增加的氮素利用效率的重组DNA构建体；包含这些重组DNA构建体的组合物(例如植物或种子)，以及利用这些重组DNA构建体的方法。所述重组DNA构建体包含可操作的连接植物中有功能的启动子的多聚核苷酸，其中所述多核苷酸编码非生物胁迫耐受性多肽。

技术领域

本发明涉及植物育种和遗传学，特别是，涉及用于提高植物氮素利用效率和/或低氮耐性的重组DNA构建体。

背景技术

生物和非生物原因可以对植物产生胁迫，例如造成生物胁迫的原因包括病原菌感染、昆虫取食、一种植物对另一种植物的寄生，例如槲寄生；非生物胁迫包括诸如有效水分的过量或者不足、有效氮素的过量或不足、极限温度和诸如除草剂的合成化学药品。

非生物胁迫是引起世界范围内作物减产的主要因素，主要农作物平均减产超过50％(Boyer,J.S.(1982)，Science 218:443-448；Bray、E.A.等(2000)In Biochemistryand Molecular Biology of Plants,edited by Buchannan,B.B.等,Amer.Soc.PlantBiol.,pp.1158-1249)。植物固着于地面，必须调整以适应周围的环境条件，这就导致了植物发育中基因调控、形态建成和新陈代谢的巨大可塑性。植物的适应和防御策略包括激活编码重要蛋白的基因，这些蛋白可以使植物适应或防御不同胁迫条件。

氮素的吸收在植物生长发育的过程中发挥着重要的作用(Gallais等(2004)，J.Exp.Bot.55(396)：295-306)，植物吸收环境中的无机氮合成氨基酸，因此施用氮肥成为提高栽培作物(如玉米、水稻和大豆)产量强有力的方法。在植物最佳生长发育阶段，植物可利用氮素的缺失可以认为是一种非生物胁迫。现在，为了避免硝酸盐对环境的污染，同时保持足够的利润率，需要减少氮肥的施用量。

因此，需要研发新的能够提高氮素利用效率的合成物和方法。本文将提供这种合成物和方法。

发明概述

本发明包括以下具体实施方案：

提供了一种分离的多核苷酸，所述多核苷酸包括(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQ ID NO：1、4、7、10或13的一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQID NO：2、5、8、11或14的一致性至少为85％；(c)一种多核苷酸，其编码多肽的氨基酸序列与SEQ ID NO：3、6、9、12或15的一致性至少为90％；或(d)核苷酸序列(a)、(b)或(c)的全长互补序列，其中与不增加所述多核苷酸表达的对照植物相比，增加所述多核苷酸在植物中的表达能够提高植物的氮胁迫耐性或提高NUE。在某些实施例中，所述核苷酸序列包括SEQ IDNO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：13或SEQ ID NO：14。在某些实施例中，所述多肽的氨基酸序列包括SEQ ID NO:3、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：12或SEQ ID NO：15；

本公开内容还提供了一种重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包括一种分离的多核苷酸和与其可操作的连接至少一个调控序列，其中所述多核苷酸包括(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQ ID NO：1、2、4、5、7、8、10、11、13或14的一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其编码多肽的氨基酸序列与SEQ ID NO：3、6、9、12或15的一致性至少为90％；或者(c)核苷酸序列(a)或(b)的全长互补序列。在某些实施例中，所述至少一个调控序列是植物中有功能的启动子。