本發(fā)明涉及野生大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer的應(yīng)用，屬于基因工程領(lǐng)域，具體地講涉及來源于野生大豆的類受體激酶蛋白gsfer在調(diào)節(jié)大豆耐低磷脅迫方面應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、大豆[glycine?max(l)merr.]是重要的糧油兼用作物，是人類最重要的植物蛋白來源之一。近年來，土壤磷缺乏逐漸成為大豆產(chǎn)量的限制因素，了解大豆的磷獲取機(jī)制，提高大豆的磷吸收效率和利用效率有助于提高大豆應(yīng)對土壤低磷脅迫的能力。野生大豆(glycine?soja?sieb.et?zucc.)有較強(qiáng)的耐逆性，將耐低磷相關(guān)基因的優(yōu)勢單倍型引入栽培大豆可以提高其對低磷脅迫的適應(yīng)能力。

2、前期研究在野生大豆8號染色體定位到一個大豆耐低磷相關(guān)位點，該位點所在候選區(qū)段內(nèi)共有4個候選基因，其中一個編碼類受體蛋白激酶fer(receptor-like?proteinkinase?feronia，fer)。前人研究表明fer參與植物生長發(fā)育調(diào)控，響應(yīng)鹽脅迫、低溫脅迫、高溫脅迫、低氮脅迫、干旱脅迫、重金屬離子脅迫等非生物脅迫，且調(diào)節(jié)植物免疫和激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。擬南芥同源基因at3g51550與gsfer氨基酸相似性為46.59％，at3g51550功能缺失突變體fer表現(xiàn)出植株矮小、根毛發(fā)育受到嚴(yán)重影響，該基因還影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)體形成以及硫代葡萄糖苷合成。水稻中同源基因os03g21540與gsfer氨基酸相似性為58.10％，os03g21540能抑制細(xì)胞死亡并影響生殖發(fā)育過程中的糖利用。大豆中關(guān)于fer家族基因功能的報道甚少，目前僅有一篇研究報道顯示fer家族基因gmlmm1突變能增強(qiáng)對根結(jié)線蟲的抗性。因此，尚未見大豆中有關(guān)于fer調(diào)節(jié)大豆耐低磷脅迫的研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于公開一個大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer在大豆耐低磷脅迫方面的基因工程應(yīng)用。

2、本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer在基因工程提高大豆對低磷脅迫的耐受性中的應(yīng)用，所述的大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer編碼區(qū)序列為：seq?id?no.1。

4、大豆gsfer蛋白，其氨基酸序列為：seq?id?no.2。

5、含有本發(fā)明所述的大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer的重組表達(dá)載體。

6、使用gsfer構(gòu)建植物表達(dá)載體時，可在其轉(zhuǎn)錄起始核苷酸前加上任何一種增強(qiáng)型啟動子或誘導(dǎo)型啟動子。為了便于對轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞或植物進(jìn)行鑒定及篩選，可對所用植物表達(dá)載體進(jìn)行加工，如在植物中加入選擇性標(biāo)記基因(gus基因、螢光素酶基因等)。

7、攜帶有本發(fā)明gsfer的植物表達(dá)載體可通過使用ti質(zhì)粒、ri質(zhì)粒、植物病毒載體、dna直接轉(zhuǎn)化、顯微注射、電導(dǎo)、農(nóng)桿菌介導(dǎo)等常規(guī)生物學(xué)方法轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞或組織，并將轉(zhuǎn)化的植物組織培育成植株。

8、在大豆中，過表達(dá)gsfer能提高大豆在低磷脅迫下的磷含量。

9、低磷條件下，gsfer過表達(dá)植株的地上部葉片和地下部根中磷含量均顯著高于對照植株，表明gsfer可能促進(jìn)植株在低磷條件下的磷吸收。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述的含有大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer的重組表達(dá)載體為gsfer的過表達(dá)載體。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，gsfer的過表達(dá)載體在通過基因工程提高大豆對低磷脅迫的耐受性的應(yīng)用。

12、有益效果

13、gsfer屬于大豆類受體蛋白激酶家族基因，編碼fer蛋白，該基因參與調(diào)節(jié)大豆耐低磷脅迫。gsfer不同單倍型材料間磷相關(guān)性狀差異顯著；組織表達(dá)分析結(jié)果顯示該基因主要在花和種子中高表達(dá)；亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示該基因定位于細(xì)胞質(zhì)膜；誘導(dǎo)表達(dá)分析結(jié)果顯示磷高效材料和磷低效材料在低磷條件下gsfer的表達(dá)模式相反；低磷條件下，gsfer過表達(dá)植株的地上部和地下部磷含量均顯著高于對照植株。因此，gsfer可以作為低磷條件下提高大豆磷含量的靶點，用于大豆耐低磷脅迫品種品質(zhì)改良。

技術(shù)特征：

1.野生大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer在基因工程改造大豆對耐低磷脅迫中的應(yīng)用，所述的大豆類受體激酶蛋白基因gsfer，編碼區(qū)序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于過表達(dá)所述的gsfer基因能夠提高低磷條件下植株的地上部葉片和地下部根中磷含量。

3.過表達(dá)權(quán)利要求1中所述的野生大豆類受體激酶蛋白編碼基因gsfer的重組表達(dá)載體在基因工程改造大豆對耐低磷脅迫中的應(yīng)用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所屬肚餓重組表達(dá)載體能夠提高低磷條件下植株的地上部葉片和地下部根中磷含量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了大豆類受體激酶蛋白編碼基因GsFER的應(yīng)用。大豆類受體激酶蛋白編碼基因GsFER，其核苷酸序列為：SEQ?ID?NO.1。正常磷條件下，轉(zhuǎn)化GsFER的RNA干擾載體大豆毛根的磷含量顯著低于對照毛根的磷含量。低磷條件下，GsFER過表達(dá)植株的地上部和地下部磷含量均顯著高于對照植株，表明GsFER可能促進(jìn)植株在低磷條件下的磷吸收?？梢姡景l(fā)明所述的大豆類受體激酶蛋白編碼基因GsFER可在通過基因工程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)基因植物對耐低磷脅迫方面應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：程浩,陳韻,張培培,喻德躍,許晶,孫樹民
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10