[發(fā)明專利]桑樹銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmAMT2及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610203308.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN105622740A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙衛(wèi)國(guó);錢嬌;尚亞君;周宏;鄧遠(yuǎn)良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，涉及到一種桑樹銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmAMT.2基因克隆和 其在不同氮素條件下的表達(dá)應(yīng)用。

背景技術(shù)

在作物所有必需營(yíng)養(yǎng)元素中，氮素是作物從土壤中吸收量最多的元素，是限制植 物生長(zhǎng)和形成產(chǎn)量的首要因素。土壤中植物所利用的主要氮素形式是銨態(tài)氮(NH₄⁺)和硝態(tài) 氮(NO₃^-)。氮素利用效率低的現(xiàn)象在農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中普遍存在，引發(fā)氮肥的大量施用，造 成巨大的環(huán)境影響，需從深入研究植物氮素吸收機(jī)制，才能從分子生物學(xué)途徑改良植物品 種，提高氮素吸收效率。

桑樹是喜銨植物，研究表明，在銨態(tài)氮和硝態(tài)氮同時(shí)存在的情況下，植物對(duì)銨態(tài)氮 表現(xiàn)出明顯的偏好性。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)擬南芥、水稻等植物的銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ammonium transporters,AMT)基因進(jìn)行表達(dá)分析和功能研究的比較多，而在桑樹這方面研究甚少。 AMT位于細(xì)胞膜上，通過與與其偶聯(lián)的H⁺-ATPase所提供的細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)外化學(xué)滲透梯度來(lái)介 導(dǎo)植物對(duì)銨態(tài)氮的吸收以及體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。植物銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族可分為兩大類：AMT1和AMT2。根 據(jù)吸收動(dòng)力學(xué)分析，銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白又可分為高親和體系(highaffinitytransporter system,HATs)和低親和體系(lowaffinitytransportersystem,LATs)。其中被集中報(bào)道 研究的AMT1大都屬于HTTs，但隨著研究的深入，AMT2家族的意義愈發(fā)重要。AMT1和AMT2成員 之間可能存在功能上的相互重疊、重復(fù)或互補(bǔ)。目前已經(jīng)在水稻、番茄、百脈根、甘藍(lán)型油菜 等多種植物中分離鑒定了銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其中以水稻中鑒定出的具有銨轉(zhuǎn)運(yùn)功能的AMT種類 最多、達(dá)12種。其中4種AMT基因?qū)儆贏MT1，剩下的8種屬于AMT2。各植物中AMT1與AMT2所占比 例不一。AMT位于細(xì)胞膜上，植物對(duì)銨的吸收和銨在細(xì)胞間的轉(zhuǎn)運(yùn)是AMT介導(dǎo)的需能主動(dòng)運(yùn) 輸過程。

在氮素缺乏環(huán)境中，植物增強(qiáng)特定銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的表達(dá)，是植物適應(yīng)氮素脅迫 環(huán)境的重要內(nèi)在機(jī)制之一。硝態(tài)氮也是影響銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)因素之一。研究表明， AtAMT1.1表達(dá)隨環(huán)境中硝態(tài)氮的濃度變化作快速反饋調(diào)節(jié)，當(dāng)土壤中硝態(tài)氮含量嚴(yán)重缺乏 時(shí)，AtAMT1.1的表達(dá)明顯增加。植物體內(nèi)AMT之間的表達(dá)也能相互影響，某一AMT功能缺失 后，植物通過調(diào)節(jié)其它某些銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的表達(dá)來(lái)彌補(bǔ)蛋白功能缺失后對(duì)植物造成的不 利影響。

不同氮素條件下，AMT基因的轉(zhuǎn)錄水平均有變化。同種氮源不同濃度，同種濃度不 同氮源，對(duì)植物生長(zhǎng)與發(fā)育都有一定影響。研究發(fā)現(xiàn)在缺氮條件下，植物體內(nèi)AMT基因的表 達(dá)有不同程度的增加，緩解缺氮對(duì)植物的影響，維持正常的生長(zhǎng)。

我國(guó)是桑樹的起源中心，種質(zhì)資源極為豐富。經(jīng)過桑樹種質(zhì)資源及育種工作者幾 十年的努力，現(xiàn)在全國(guó)已收集保存有近3000份桑樹種質(zhì)資源，其中不少資源都具有果用價(jià) 值、藥用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種桑樹銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmAMT.2及其應(yīng)用，可以用于桑 樹中的銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因在不同氮素條件下的表達(dá)調(diào)控。

技術(shù)方案：桑樹銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmAMT.2，序列如SEQIDNO.2所示。

編碼桑樹銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmAMT.2的基因，序列如SEQIDNO.1所示。

上述桑樹銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmAMT.2在不同氮素條件中的應(yīng)用。

所述不同氮素條件為200μMKNO₃、2mMKNO₃、20mMKNO₃處理、100μM(NH₄)₂SO₄、1m M(NH₄)₂SO₄、10mM(NH₄)₂SO₄處理、20mMKNO₃處理、10mM(NH₄)₂SO₄處理和10mMNH₄NO₃處 理。