[發明專利]GmLPRF1調控植物根發育及其應用

有效

• 申請號: 201910028643.X
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109609513B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 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: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/06;A01H5/10;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

本發明公開了一個促進植物根系生長的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3所示。其編碼了一個促進植物根系生長的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。本發明的GmLPRF1基因能夠顯著促進植物根系生長。本發明為包括大豆在內的各種植物，參與低磷脅迫應答機制和根的形態發育提供理論基礎；同時為植物通過改變根系形態及構型，來適應低磷脅迫，提供了一個實用典范；本發明通過過表達GmLPRF1基因促進植物根系生長，進一步對植物適應低磷脅迫和揭示磷對植物根的生長發育具有重要的理論和實踐意義。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，更具體地，涉及GmLPRF1調控植物根發育及其應用。

背景技術

陸生植物，與動物的最大區別在于不能隨著環境的改變而移動，因而植物對于瞬息萬變的外界環境的適應有為重要。陸生植物的根系形態和構型除了負責植物錨定，同時還兼顧從土壤中吸收水分、營養物質來供應植物生長，而充分實現這些功能高度依賴于根構型。因而植物根系形態和構型對植物生長及適應各種逆境脅迫具有非常重要的作用。

植物為適應各種逆境脅迫，一種策略就是改變根系形態和構型，在土壤缺磷的條件下，擬南芥為適應低磷脅迫，主根變短，側根數、根毛數變多，從而增加與磷的接觸面積，提高對磷的吸收。此外有報道，磷高效菜豆基因型，在很大程度是由于低磷脅迫下形成大量的根毛；磷高效油菜品種在低磷下，根系、根表面積和根體積有較大的增加；白羽扇豆在低磷條件下能產生大量的排根；綜上，在根系形態和構型上，磷信號參與其中。

大豆(Glycine max)是世界上重要的糧油作物，但全球大面積的酸性土壤普遍缺磷，限制了其生長發育并降低產量。作為豆科作物，它能與根瘤菌共生形成根瘤，固定空氣中氮氣，為植物提供氮源，改善土壤質量。大豆生長發育與固氮過程均需要大量磷營養。但與其他作物一樣，同樣遭受著土壤低磷脅迫，限制了大豆的生長發育與共生固氮，使產量降低。雖然對大豆有一定的研究，但我們對大豆適應低磷脅迫，改變根系形態及構型上尚不清楚，一直沒有尋找到其關鍵基因。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，建立通過轉基因方法促進植物側根發育，提高植物磷吸收能力的技術和方法。

本發明的第一個目的是提供一個促進植物根系生長的基因。

本發明的第二個目的是提供一個促進植物根系生長的蛋白。

本發明的第三個目的是提供所述基因、所述基因的激活劑，所述蛋白，和/或所述蛋白的激活劑在促進植物根系生長中的應用。

本發明的第四個目的是提供所述基因、所述基因的激活劑，所述蛋白，和/或所述蛋白的激活劑在促進劑植物適應低磷脅迫中的應用。

本發明的第五個目的是提供一種促進植物根系生長的方法。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案予以實現的：

發明人發現一個受低磷誘導表達的RING-FINGER基因，命名為GmLPRF1，利用轉基因技術創制過量表達GmLPRF1基因的擬南芥材料，發現過量表達GmLPRF1基因的擬南芥材料與哥倫比亞野生型擬南芥(Col-0)相比，在正常的營養條件下，側根數顯著增加，并且側根密度顯著增加；在低磷條件下，側根數增加顯著增加，并且主根長顯著增加。

因此，本發明要求保護以下內容：

一個促進植物根系生長的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQID NO：3所示。

SEQ ID NO：1所示核苷酸序列為GmLPRF1基因全長，SEQ ID NO：2所示核苷酸序列GmLPRF1基因轉錄本，SEQ ID NO：3示核苷酸序列GmLPRF1基因CDS。