[發明專利]一種促進側根形成的大豆低磷響應基因及其蛋白與應用

有效

• 申請號: 201910028045.2
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109608530B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王金祥;何平安;許志豪;歐斯艷
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/06;A01H6/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

本發明公開了一種促進側根形成的大豆低磷響應基因NFYA7及其蛋白與應用，GmNFYA7蛋白氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示，GmNFYA7基因核苷酸序列如SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3所示。本發明為包括大豆在內的豆科作物，以至于雙子葉植物，在NF?YA調控因子參與植物響應低磷脅迫及改變根系構型和形態的機制上，提供理論基礎。同時本發明為植物通過改變根系構型和形態、適應低磷脅迫，提供了一種有效的方法，對農作物具很大的商業價值，值得推廣和應用。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，更具體地，涉及一種促進側根形成的大豆低磷響應基因及其蛋白與應用。

背景技術

根系是陸生植物在土壤中固定和有效吸收水和礦物質營養的關鍵，在植物適應各種逆境脅迫方面起著至關重要的作用。根系構型(RSA)是根系統各個部分的整體空間布局，是決定植物有效地獲取資源的一個重要因素。植物的生產力受根系結構性狀的影響較大，根系結構性狀是農業改良的重要目標。根系結構特征的改變可以改變植物根系對異質土壤中不同層的接觸，從而使植物有效地吸收更多的養分和水分。這是因為像水和氮這樣的資源通常在較深的土層中發現，而磷等其他營養物質在較淺的土層中更為豐富。因而植物根系構型和形態對植物生長發育及適應各種逆境脅迫具有非常重要的作用。

目前研究顯示：磷信號參與了改變植物根系構型和形態。植物在缺磷條件下，會做出一系列的應答反應以維持自身磷穩態，其中一個重要的應答反應是根構型的重塑。

研究表明，在低磷環境中，根系會改變其形態特征，提高對土壤中難溶性磷的吸收能力，幫助植物在低磷環境中更好的吸收、利用養分，增強植物在逆境中的適應能力。如低磷脅迫促使大豆根長變長、根表面積增加；磷脅迫下，豇豆會通過增加根長度以及側根數量來擴大根系的吸收范圍；擬南芥在低磷脅迫下，主根的生長受抑制，而側根數、根毛數變多，從而增加植株與磷的接觸面積，提高對磷的吸收；苜蓿通過增加根毛的數量和長度，以應對低磷脅迫，另外也可通過建立菌根組織或形成排根，從而從土壤中獲取更多的磷供植物生長；玉米和蠶豆在缺磷條件下，莖的生長顯著地受抑制，而根系生長和根系總長度則增加。綜上，磷脅迫會參與植物根系構型和形態的改變。

大豆(Glycine max)是人類和動物重要的蛋白質和油脂資源，也是高磷需求品種，因此對低磷脅迫的敏感性，是大豆生產的主要制約因素。大豆作為豆科作物，能夠與根瘤菌共生，形成根瘤而進行生物固氮反應，該反應具有減肥增產、培肥土壤、改善土壤質量等作用。低磷脅迫對大豆生長有多方面的影響，如大豆根瘤發育和固氮減少，花莢脫落增多，影響植株整體生長發育，從而影響產量和種子質量。

NF-YA是一類廣泛的存在于真核生物的轉錄因子，近年來研究發現，其廣泛的參與了植物胚胎發育、光合作用、開花時間、逆境脅迫響應等眾多生理過程，并發揮了重要的調控作用。目前，對大豆已有一定的研究，但對大豆適應低磷脅迫，改變根系構型和形態的機制，及NF-YA轉錄調控因子是參與相關的調控過程的尚不清楚。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術尚不清楚大豆適應低磷脅迫，改變根系構型和形態的機制，及NF-YA轉錄調控因子是參與相關的調控過程的不足，提供一種促進側根形成的大豆低磷響應基因及其蛋白與應用。

本發明的第一個目的是提供GmNFYA7蛋白或其激活劑在促進植物根系生長中的應用。

本發明的第二個目的是提供GmNFYA7基因或其激活劑在促進植物根系生長中的應用。

本發明的第三個目的是提供GmNFYA7蛋白或其激活劑在促進抗低磷脅迫中的應用。

本發明的第四個目的是提供GmNFYA7基因或其激活劑在促進抗低磷脅迫中的應用。

本發明的第五個目的是提供一種促進植物根系生長、增加植物側根數量、和/或促進側根原基突破表皮的方法。