本发明专利技术公开了氨基酸转运蛋白CsAAP7.2及其编码基因和应用，所述蛋白为下述任一种：（1）其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；（2）将SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与（1）所示的蛋白质具有80%同一性且具有相同功能的蛋白质。本发明专利技术的CsAAP7.2基因属于AAP家族，其在茶树根中高表达。本发明专利技术通过创制CsAAP7.2过量表达的拟南芥植株及其对氨基酸的吸收转运功能分析，首次阐明了该基因具有提高植物根系从外源吸收氨基酸的功能。该基因的发现，将为通过转基因技术或者杂交育种的方法培育高氮素利用率的茶树新种质，提供基因资源。提供基因资源。提供基因资源。
【技术实现步骤摘要】
氨基酸转运蛋白CsAAP7.2及其编码基因和应用
[0001]本专利技术涉及茶树分子遗传育种领域，具体涉及氨基酸转运蛋白CsAAP7.2及其编码基因和应用。
技术介绍
[0002]茶叶质量在很大程度上取决于茶加工用新芽中多酚、咖啡因和茶氨酸的含量。这些代谢产物的生物合成与氮(N)条件有关，高质量的茶叶的生产需要提供适当的N水平。N水平过高或者过低均会对茶叶质量产生较大影响。例如，缺N使得茶树植株发育不良，植株矮小，高施氮肥会加速土壤酸化，导致茶叶中铝、氟和重金属(如铅和铬)大量积累，从而对人类健康造成潜在风险。近几十年来，有机种植园生产的茶叶越来越受欢迎。与过去二十年相比，有机茶产量增长了45倍以上。
[0003]此前，研究表明，植物以硝酸盐、铵、尿素和氨基酸的形式从土壤中获取氮(Williams &Miller,2001)，而氨基酸是某些土壤中重要的氮库(Friedel&Scheller，2002；Yu et al., 2002；Kranabetter et al.,2007)。土壤氨基酸主要来源于腐朽生物的蛋白质和肽的外酶分解。茶树是多年生落叶作物，每年需要定期修剪2～3次，以保持旺盛的营养生长。通常，茶园每年产生约8000kg/ha的修剪凋落物。这种修剪过的枯枝落叶含有大量的氨基酸和蛋白质，在土壤中分解后可以循环利用。这些修剪凋落物衍生的氨基酸可能是茶树根系吸收的重要氮源。
[0004]植物细胞，包括根细胞，通过被动和主动运输机制相结合的方式吸收养分。当土壤养分浓度较高时，通道和渗透可以参与被动吸收，而质子耦合转运蛋白在低养分条件下参与次级主动转运步骤。鉴于土壤氨基酸水平远低于根细胞内的氨基酸水平，通常需要质膜转运蛋白从土壤中吸收氨基酸。目前，许多植物氨基酸转运蛋白已被鉴定，并被分为两个超家族： AAAP(氨基酸/生长素渗透酶)和APC(氨基酸多胺胆碱转运蛋白)。AAAP超家族包括六个家族：AAP(氨基酸渗透酶)、LHT(赖氨酸和组氨酸转运体)、ProT(脯氨酸转运体)、 GAT(γ
‑
氨基丁酸转运体)、AUX(生长素转运体)和ANT(芳香族和中性氨基酸转运体)，而APC超家族包括CAT(阳离子氨基酸转运体)和LAT(L型氨基酸转运体)家族。影响土壤吸收的氨基酸转运蛋白主要属于AAP、ProT和LHT家族。我们前期已经鉴定到6 个茶树AAP家族能够转运氨基酸的氨基酸转运蛋白，即CsAAP1、CsAAP2、CsAAP4、 CsAAP5、CsAAP6和CsAAP8。但是是否有AAP家族基因提高茶树根系中的氨基酸含量，进一步提高氨基酸的地下向地上组织运输并不清楚。因此，深入研究茶树根系吸收氨基酸的分子机制，将为通过基因工程手段增加其从土壤中吸收氨基酸、提高氮素利用率，进而提高茶树新稍中的氨基酸含量。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种氨基酸转运蛋白CsAAP7.2及其编码基因和应用。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术保护一种调控茶树根系吸收转运氨基酸的转运蛋白CsAAP7.2，所述蛋白为下述任一种：
[0008](1)其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；
[0009](2)将SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与(1)所示的蛋白质具有80％同一性且具有相同功能的蛋白质。
[0010]第二方面，本专利技术还保护编码前文所述的转运蛋白CsAAP7.2的基因。
[0011]作为本申请的优选技术方案，所述基因具有如下A1)或A2)：
[0012]A1)其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；
[0013]A2)与SEQ ID NO.1所示的序列具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少 98％或至少99同源性的核苷酸序列。
[0014]本专利技术还保护扩增前文所述基因的开放阅读框序列的引物，其核苷酸序列如SEQ IDNo.3/SEQ ID No.4所示。
[0015]本专利技术还保护含有前文所述基因的表达盒、表达载体、转基因细胞系或重组工程菌。
[0016]优选的，所述表达载体为亚细胞定位载体、酵母表达载体和拟南芥过表达载体。
[0017]第三方面，本专利技术保护一种提高植物根系从外源吸收转运氨基酸能力的方法，所述方法包括提高目的植物中前文所述的蛋白的含量和/或活性。
[0018]作为本申请的优选技术方案，所述提高目的植物中前文所述的蛋白的含量和/或活性通过提高目的植物中所述蛋白的编码基因的表达量实现。
[0019]作为本申请的优选技术方案，所述提高目前植物中所述蛋白的编码基因的表达量通过将前文所述蛋白的编码基因导入目的植物来实现。
[0020]优选的，所述目的植物为拟南芥或茶树。
[0021]第四方面，本专利技术还保护前文所述的蛋白，和/或，前文所述的基因，和/或，前文所述的引物，和/或，前文所述的含有前文所述基因的表达盒、表达载体、转基因细胞系或重组工程菌的下述任一种应用：
[0022]B1)在调节植物根系从外源吸收转运氨基酸中的应用；
[0023]B2)在制备调节植物根系从外源吸收转运氨基酸的产品中的应用；
[0024]B3)在培育高氮素利用率的植物中的应用；
[0025]B4)在植物育种中的应用。
[0026]作为本申请的优选技术方案，所述植物为拟南芥或茶树。
[0027]本专利技术的有益效果
[0028]本专利技术构建了茶树CsAAP7.2基因的酵母表达载体，并将其转化到氨基酸吸收缺陷型的酵母突变体菌株22Δ10α中，获得的重组菌株经功能分析，表明其具有氨基酸转运活性。
[0029]本专利技术还构建了CsAAP7.2基因的植物过表达载体并转化到野生型拟南芥中，获得的转基因植株经生物学功能验证，表明其具有介导植物根系从外源吸收氨基酸的作用。
[0030]本专利技术提供的CsAAP7.2介导茶树根系从外源吸收氨基酸的功能，为生产上施用氨基酸肥提供理论依据，为培育高氮素利用率的茶树新种资提供基因资源。
附图说明
[0031]图1是CsAAP7.2的组织特异性表达图；
[0032]图2是CsAAP7.2的亚细胞定位图；
[0033]图3是CsAAP7.2在酵母中的功能鉴定图；
[0034]图4是CsAAP7.2在拟南芥中的过量表达图。
具体实施方式
[0035]以下为对本专利技术具体实施例做出的具体描述，用来详细说明本专利技术，但并不以任何方式限制本专利技术的应用范围。在不偏离本专利技术基本特征的前提下，本领域技术人员可以对本专利技术做出任何形式的改变和修改，以使其能够更便于被应用。下述实施例中的实验方法和试验材料，如无特殊说明，均为常规方法和常规生化试剂。
[0036]申请人从茶树中分离克隆得到一个新的氨基酸转运蛋白基因本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氨基酸转运蛋白CsAAP7.2，所述蛋白为下述任一种：（1）其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；（2）将SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与（1）所示的蛋白质具有80%同一性且具有相同功能的蛋白质。2.编码权利要求1所述的转运蛋白CsAAP7.2的基因。3.根据权利要求2所述的基因，其具有如下A1)或A2)：A1）其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；A2) 与SEQ ID NO.1所示的序列具有至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99同源性的核苷酸序列。4. 扩增权利要求2或3所述基因的开放阅读框序列的引物，其核苷酸序列如SEQ ID No.3/SEQ ID No.4所示。5.含有权利要求2或3所述基因的表达盒、表达载体、转基因细胞系或重组工程菌；优选的，所述表达载体为亚细胞定位载体、酵母表达载体和拟南芥过表达载体。6.一种提高植物根系从外源吸收转运氨基酸能力的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：房婉萍，李芳，吕程佳，朱旭君，马媛春，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。