[發明專利]花生AhFRDL1基因在提高植物抗鋁毒脅迫中的應用

在審

• 申請號: 201310520847.8
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104561026A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 左元梅;邱巍;紀春巧;熊宏春;郭笑彤
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明屬于基因工程領域，特別涉及一種花生檸檬酸轉運蛋白基因AhFRDL1在提高植物抗鋁毒脅迫中的應用。

背景技術

鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，通常以難溶性硅酸鹽或氧化鋁形式存在，對植物沒有毒害，但是在酸性條件下（pH<5），可溶性的鋁（主要是Al³⁺）對大多數植物都會產生毒害，我國酸性土壤約占全國土地總面積的21%，鋁不僅是酸性土壤上土壤酸度的主要來源，同時由于鋁的交換量占土壤陽離子交換量的20-80%，導致土壤中陽離子易于淋失，致使P、K、Ca、Mg、B、Mo等營養元素缺乏，因此，鋁毒害成為制約作物正常生長發育的重要的限制因素（Wright?RJ.1989.Soil?aluminum?toxicity?and?plant?growth.Communications?in?Soil?Science?and?Plant?Analysis.20:1479-1497）。有研究表明，鋁脅迫下大豆根系對NO3-的吸收嚴重受阻（Lazol?DB,Rincon?M,Rufty?JW,Mackown?CT,Carter?TE.Aluminum?accumulation?and?associated?effect?on15NO₃^-influx?in?roots?of?two?soybean?genotypes?differing?in?Al?tolerance.Plant?and?Soil.164:291-295）；鋁脅迫使根中磷的濃度增加，可能的原因是鋁使磷在根的表面沉積，從而減低磷的運轉（Ryan?PR,Skerrett?M,Findlay?GP,Delhaize?E,Teyman?SD.1997.Aluminum?activates?an?anion?channel?in?the?apical?cells?of?wheat?roots.Proceedings?of?the?National?Academy?of?Sciences.94:6547-6552），因而影響與磷有關的代謝活動；酸性土壤上的小麥缺鎂，施用鎂肥只能消除癥狀，而不能改善整體營養；施用石灰即使不增施鎂肥，不但可以消除鋁毒，缺鎂也自然消失，故認為酸性土壤小麥缺鎂為鋁所誘發，其實質是鋁毒，或可以認為是鋁毒的一種形態表現（施潔斌,秦遂初,單英杰.1997.酸性土壤小麥缺鎂與鋁及鈣、鉀元素的關系研究.浙江農業科學.6：282-284）。植物在長期的進化過程中，逐漸形成了許多抵抗鋁毒脅迫的生理機制，其中最直接的生理特征是植物通過根系表皮細胞的檸檬酸轉運蛋白向外分泌檸檬酸，直接螯合土壤中的鋁，從而降低鋁對根系的毒害效應（Furukawa?J,Yamaji?N,Wang?H,Mitani?N,Murata?Y,Sato?K,Katsuhara?M,Takeda?K,Ma?JF.2007.An?aluminum-activated?citrate?transporter?in?barley.Plant?Cell?Physiology.48:1081-1091）。