[发明专利]GmMYB48基因在提高植物磷饥饿胁迫耐受的新应用

说明书

本发明涉及植物育种领域，尤其涉及GmMYB48基因在提高植物磷饥饿胁迫耐受的新应用。本发明通过将GmMYB48基因导入植物细胞，获得耐低磷胁迫能力显著提高的转基因植株；所述GmMYB48基因对大豆体内磷元素代谢有积极的调控作用，在培育高磷吸收大豆品种育种中具有重要意义。

技术领域

本发明涉及植物育种领域，尤其涉及GmMYB48基因在提高植物磷饥饿胁迫耐受的新应用。

背景技术

栽培大豆起源于中国温带地区，由野生大豆(G.soja)驯化而来，距今已有近5000年的历史。根据中国海关的统计数据，大豆已成为我国进口量最大、用汇额最多的农产品。由于中美贸易摩擦，我国2018年进口大豆8803.1万吨，为近7年来首次减少，因此提高大豆产量迫在眉睫！土壤缺磷是制约我国大豆产量的重要因素之一。土壤中磷元素含量并不低，然而由于土壤所带的电荷为阴性，所以磷元素很容易浸出，而且还有大量的磷被微生物转化为有机化合物，或是被阳离子固定，其结果就是大量的磷(Pi)被固定在土壤中成为最难被植物根吸收的大量元素之一。据统计，我国缺磷耕地(有效磷≤10mg/kg)占总耕地面积的81.5％，其中严重缺磷耕地(有效磷≤5mg/kg)占50.5％。因此，为确保农作物的产量，在农业生产中会大量使用磷肥。这不仅会增加生产中的经济成本，还会对环境造成不可避免的污染和不可再生资源的浪费，因此近年来这一做法受到越来越多的质疑，而结合分子生物学和生物信息学等手段来研究和挖掘大豆自身磷高效利用的潜力可以很好的解决这一问题。因此，在分子生物学层面上研究大豆感知和响应土壤中磷含量变化、低磷信号传导和磷元素吸收等都是非常重要的研究方向。

MYB家族是一个非常大的转录因子家族(大豆中有430个MYB转录因子)，而且大多数的R2R3 MYB蛋白(包含有两个MYB结构域，具有DNA结合活性)广泛参与调控植物生长发育的相关调控，比如初级和次级代谢、包括磷饥饿在内的非生物胁迫等。最近对拟南芥和水稻SPX基因家族在植物磷饥饿响应中功能的研究中指出，SPX家族特异性的响应磷饥饿胁迫，是一种敏感的指示蛋白。而且它可以特异性的与拟南芥中的AtPHR1或水稻中的OsPHR2互作，这个蛋白复合体会使AtPHR1/OsPHR2不能结合到P1BS位点上，导致其转录激活活性受到抑制，进而阻碍了一系列磷饥饿诱导基因的表达。

CN 1681931A公开了特定的MYB家族Y11414基因或其功能性同系物生产耐受生物胁迫、盐所致胁迫、脱水所致胁迫、氧化胁迫、渗透胁迫的植物，并涉及使用含有所述基因序列的产品。但该专利中的基因对其他胁迫也同样产生作用，并没有专一性，且没有给出MYB家族其他基因是否有这个功能的技术启示。而对于GmMYB48基因的作用并没有见相关报道。

发明内容

针对现有技术的不足及实际的需求，本发明提供GmMYB48基因在提高植物磷饥饿胁迫耐受的新应用。本发明为磷饥饿胁迫条件下植物生长提供了一条新的途径和选择。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供GmMYB48基因、所述GmMYB48基因编码的蛋白、含有所述GmMYB48基因的重组表达载体、含有所述GmMYB48基因的表达盒、含有所述GmMYB48基因的转基因细胞系或含有所述GmMYB48基因的重组菌在生产对磷饥饿所致胁迫具有耐性的转基因植物中的应用。

本发明中，发明人发现本发明所述的磷胁迫耐受基因GmMYB48在磷胁迫条件下大豆中表达量显著上调，发明人利用酵母双杂交筛库和双分子荧光互补实验对大豆SPX基因的研究发现，GmSPX1可以与GmMYB48发生特异性结合，GmSPX1会抑制GmMYB48的表达，并导致下游根发育相关基因，如ACP5、PHT1、RNS、AT4、UBP14和PIP5K的表达受到抑制。因此，GmMYB48基因在植物应对磷饥饿胁迫环境中具有非常重要的作用。