[發(fā)明專利]蛋白質(zhì)TabZIP60在調(diào)控植物根系發(fā)育中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810745124.0
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108864265B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童依平;楊軍波;何雪;趙學(xué)強(qiáng);滕婉;馬文英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/06;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;張立娜

本發(fā)明公開了一種蛋白質(zhì)TabZIP60在調(diào)控植物根系發(fā)育中應(yīng)用。本發(fā)明提供了TabZIP60蛋白或其相關(guān)生物材料在調(diào)控植物根系發(fā)育中的應(yīng)用；所述相關(guān)生物材料為能夠表達(dá)所述TabZIP60蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。本發(fā)明所提供的TabZIP60蛋白調(diào)控植物根系發(fā)育：與野生型植物相比，TabZIP60超量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植物的根系干重和/或總側(cè)根長均顯著降低；TabZIP60減量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植物的根系干重和/或總側(cè)根長均顯著增加。因此，可以利用蛋白質(zhì)TabZIP60調(diào)控植物根系發(fā)育。本發(fā)明對選育高產(chǎn)植物新材料的具有重要應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及蛋白質(zhì)TabZIP60在調(diào)控植物根系發(fā)育中應(yīng)用。

背景技術(shù)

根是植物生長發(fā)育的重要器官，主要功能是吸收、輸導(dǎo)、支持、合成和貯藏。植物通過根系從土壤中吸收水分、礦物質(zhì)及其它營養(yǎng)成分，因此，根系對植物的生長發(fā)育極其重要。而單、雙子葉植物的根系之間存在顯著不同。因此，盡管近幾年在擬南芥根系發(fā)育的研究中取得了較大進(jìn)展，但對糧食作物如小麥等的相關(guān)機(jī)制了解并不多。

小麥?zhǔn)侵饕Z食作物，而在半干旱的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，水資源貧乏成為限制小麥高產(chǎn)的主要因子，植物個體間競爭最強(qiáng)烈的環(huán)境資源是土壤水分和養(yǎng)分，而根系是競爭水分和肥料最主要的器官。根系生長發(fā)育狀況與作物產(chǎn)量密切相關(guān)。鑒于根系在高效吸收水肥方面的重要性，科學(xué)家認(rèn)為遺傳改良農(nóng)作物根系形態(tài)構(gòu)型是實現(xiàn)第二次綠色革命、進(jìn)一步提高產(chǎn)量的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種蛋白質(zhì)TabZIP60在調(diào)控植物根系發(fā)育中應(yīng)用。

第一方面，本發(fā)明要求保護(hù)TabZIP60蛋白或其相關(guān)生物材料在調(diào)控植物根系發(fā)育中的應(yīng)用。

所述相關(guān)生物材料可為能夠表達(dá)所述TabZIP60蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。

進(jìn)一步地，所述TabZIP60蛋白或其編碼基因在所述植物中的表達(dá)量和/或活性降低，促進(jìn)植物根系發(fā)育；所述TabZIP60蛋白或其編碼基因在所述植物中的表達(dá)量和/或活性提高，抑制植物根系發(fā)育。

其中，所述植物根系發(fā)育可體現(xiàn)為如下中至少一種：

(a1)植物根系干重；

(a2)植物總側(cè)根長。

更進(jìn)一步地，在高氮(2mM N)條件下：所述TabZIP60蛋白或其編碼基因在所述植物中的表達(dá)量和/或活性降低(即所述TabZIP60蛋白或其編碼基因減量表達(dá))，植物根系干重增加和/或總側(cè)根長增加；所述TabZIP60蛋白或其編碼基因在所述植物中的表達(dá)量和/或活性提高(即所述TabZIP60蛋白或其編碼基因超量表達(dá))，根系干重降低和/或總側(cè)根長變短。在低氮(0.2mM N)條件下，所述TabZIP60蛋白或其編碼基因在所述植物中的表達(dá)量和/或活性降低(即所述TabZIP60蛋白或其編碼基因減量表達(dá))，植物總側(cè)根長增加。

第二方面，本發(fā)明要求保護(hù)一種培育根系干重增加和/或總側(cè)根長增加的植物品種的方法。

本發(fā)明所提供的培育根系干重增加和/或總側(cè)根長增加的植物品種的方法，可包括使受體植物中TabZIP60蛋白的表達(dá)量和/或活性降低的步驟。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供了一種培育根系干重增加和/或總側(cè)根長增加的轉(zhuǎn)基因植物的方法。

本發(fā)明所提供的培育根系干重增加和/或總側(cè)根長增加的轉(zhuǎn)基因植物的方法，具體可包括如下步驟：對受體植物中TabZIP60蛋白的編碼基因進(jìn)行抑制表達(dá)，得到轉(zhuǎn)基因植物；所述轉(zhuǎn)基因植物與所述受體植物相比根系干重增加和/或總側(cè)根長增加。

第三方面，本發(fā)明要求保護(hù)一種培育根系干重降低和/或總側(cè)根長變短和/或地上干重降低的植物品種的方法。