專利名稱：植物耐低鉀脅迫相關(guān)蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物耐低鉀脅迫相關(guān)蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鉀素是植物體中含有的最豐富的無(wú)極陽(yáng)離子，其總量占植株總干重的2% — 6%，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起關(guān)鍵作用。鉀離子參與植物的許多重要生理生化過(guò)程，如維持細(xì)胞電荷平衡，調(diào)節(jié)各種酶的活性，調(diào)節(jié)細(xì)胞膨壓以及參與蛋白質(zhì)合成，影響植物氣孔運(yùn)動(dòng)、光合作用、促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)等。嚴(yán)重缺鉀的植物表現(xiàn)出缺素癥狀如根系萎縮，莖部脆弱，葉片生活力差，老葉邊緣焦灼，種子果實(shí)小而皺縮，植株矮小，生長(zhǎng)緩慢，易感染病蟲害及凍害。盡管鉀素是地殼中含量最多的可供植物吸收利用的礦質(zhì)元素，但植物只能以離子形式吸收鉀素，因此能被植物利用的鉀素只占很少一部分。農(nóng)作物尤其是大豆對(duì)鉀素的消耗量較大，而根際可利用的土壤中的鉀 離子濃度一般在0.1—6.0mmol/L，經(jīng)常低于植株需要的濃度，造成植株遭遇低鉀環(huán)境，嚴(yán)重影響植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。當(dāng)土壤溶液中鉀離子含量低，鉀肥供應(yīng)不足時(shí)，會(huì)嚴(yán)重制約作物產(chǎn)量。因此，篩選鉀高效的作物新品種或利用基因工程改良作物品種，提高作物自身的鉀吸收利用能力，對(duì)于提高作物產(chǎn)量和改進(jìn)品質(zhì)具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物耐低鉀脅迫相關(guān)蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明所提供的與植物耐低鉀脅迫相關(guān)的蛋白質(zhì),來(lái)源于大豆(Glycine max(L.)Merr.),名稱為GmWRKY50,該蛋白質(zhì)為如下a)或b)的蛋白質(zhì):a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；b)將序列表中序列I的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物的耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數(shù)量的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。序列表序列I所示的氨基酸序酸殘基組成。為了使上述(a)中的蛋白便于純化，可在由序列表序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表I所示的標(biāo)簽。表I標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種蛋白質(zhì)，是如下a)或b)的蛋白質(zhì): a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； b)將序列表中序列I的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物的耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數(shù)量相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。
2.權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的編碼基因 所述蛋白質(zhì)的編碼基因具體可為如下I)或2)或3)或4)的基因: 1)其核苷酸序列是序列表中序列2所示的DNA分子； 2)其核苷酸序列是序列表中序列2的第140位至第979位所示的DNA分子； 3)與I)或2)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的DNA分子； 4)在嚴(yán)格條件下與I)或2)或3)限定的DNA序列雜交且編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的DNA分子。
3.含有權(quán)利要求2所述基因的重組載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系、重組菌或重組病毒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重組載體，其特征在于:所述重組載體是在載體PCXSN的兩個(gè)Xcm I位點(diǎn)間插入權(quán)利要求2所述基因。
5.權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)及權(quán)利要求2所述基因在調(diào)控目的植物的耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數(shù)量中 的應(yīng)用。
6.一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟:在所述目的植物中導(dǎo)入權(quán)利要求2所述基因，得到耐低鉀脅迫能力和/或器官體積及器官數(shù)量高于所述目的植物的轉(zhuǎn)基因植物。
7.一種提高目的植物耐低鉀脅迫能力的方法，包括在所述目的植物中導(dǎo)入權(quán)利要求2所述基因的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于:所述導(dǎo)入是通過(guò)權(quán)利要求4所述重組載體實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5—8中任一所述的應(yīng)用或方法，其特征在于:所述目的植物為單子葉植物或雙子葉植物；所述雙子葉植物具體可為擬南芥(Arabidopsis thaliana)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或5—9中任一所述的應(yīng)用或方法，其特征在于:所述低鉀為所述目的植物可利用的鉀量低于其正常生長(zhǎng)發(fā)育的需要量； 所述耐低鉀脅迫能力與經(jīng)所述低鉀脅迫的植物的器官體積和/或器官數(shù)量正相關(guān)；所述器官為葉、莖和/或根。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種植物耐鉀脅迫相關(guān)蛋白GmWRKY50及其編碼基因與應(yīng)用。該蛋白質(zhì)GmWRKY50來(lái)源于大豆(Glycine max(L.)Merr.)，為如下a)或b)的蛋白質(zhì)a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；b)將序列表中序列1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物的耐低鉀脅迫和/或器官體積及器官數(shù)量相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，將含有編碼所述蛋白的序列表序列2所示DNA分子的重組表達(dá)載體pCXSN-GmWRKY50轉(zhuǎn)化擬南芥得到的T3代純合轉(zhuǎn)基因植株，其耐低鉀脅迫能力明顯高于相同條件下的野生型擬南芥植株。本發(fā)明在提高植物耐低鉀脅迫能力的育種和研究中具有重要意義。
文檔編號(hào)A01H5/00GK103172717SQ201310064928
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者朱曉玲, 陳海峰, 王程, 郝青南, 崔嘉成, 沙愛華, 陳李淼, 周蓉, 張嬋娟, 張曉娟, 陳水蓮, 周新安 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所