增加大豆磷吸收率的方法技术

本发明专利技术公开了增加大豆磷吸收率的方法

【技术实现步骤摘要】
增加大豆磷吸收率的方法


[0001]本专利技术具体涉及增加大豆磷吸收率的方法
。

技术介绍

[0002]大豆是世界重要的粮油兼用作物，也是人类优质蛋白及畜牧业饲料蛋白的主要来源
。
同时大豆是需磷量较大的作物，其籽粒磷含量远远高于水稻
、
小麦和玉米等作物，缺磷不仅影响大豆的生长发育，还显著影响根瘤的形成，并最终降低产量
。
土壤缺磷以及磷吸收利用效率低已成为限制我国大豆产量的重要因素
。
而依靠土壤增施磷肥求高产的传统途径已不适应绿色农业的发展要求
。
因此，提高大豆对土壤磷素的吸收和利用效率，挖掘耐低磷关键基因，通过分子育种快速培育磷高效大豆新品种是当务之急
。
[0003]植物对土壤养分的高效吸收主要取决于植物的吸收特性和根系形态
。
其中，根系形态根对养分吸收，特别是一些难移动性养分
(
如磷
)
的吸收具有重要作用
。
植物建立发达的根系增加与土壤磷的接触面积，提高磷获取能力，是一种非常重要且有效的耐低磷机制
。
大豆的根系有主
、
侧根之分，可分为浅根型
、
中间型和深根型，不同基因型之间根系形态遗传变异显著
。
因而通过不同磷水平下的遗传分析鉴定调控大豆根系形态相关的基因，是揭示作物耐低磷机理和培育磷高效大豆的重要基础
。
[0004]因此，如何提高大豆磷吸收率
、
根表型和提高大豆低磷耐受性是本领域人员代解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提升根部表型及提高植物磷吸收率
。
[0006]为了将解决上述问题，本申请提供了一种增加大豆磷吸收率和
/
或根表型的方法
。
[0007]所述方法通过包括
M1、M2
或
M3
的步骤来增加大豆磷吸收率和
/
或根表型
[0008]M1、
敲除大豆中的基因，
[0009]M2、
抑制或降低或下调大豆中所述基因的表达，
[0010]M3、
抑制或降低或下调所述基因编码蛋白质的活性和
/
或含量；
[0011]所述基因编码如下任一种蛋白质：
[0012]B1)
氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；
[0013]B2)
将
B1)
所述蛋白质的经过氨基酸残基的取代和
/
或缺失和
/
或添加得到的与
B1)
所示的蛋白质具有
80
％以上的同一性且具相同功能的蛋白质；
[0014]B3)
将
B1)
或
B2)
的
N
末端或
/
和
C
末端连接蛋白质标签得到的融合蛋白质
。
[0015]上述蛋白质中，所述蛋白标签
(protein
‑
tag)
是指利用
DNA
体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达
、
检测
、
示踪和
/
或纯化
。
所述蛋白标签可为
Flag
标签
、His
标签
、MBP
标签
、HA
标签
、myc
标签
、GST
标签和
/
或
SUMO
标签等
。
[0016]上述蛋白质中，同一性是指氨基酸序列的同一性
。
可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如
NCBI
主页网站的
BLAST
网页
。
例如，可在高级
BLAST2.1
中，通过使用
blastp
作为程序，将
Expect
值设置为
10
，将所有
Filter
设置为
OFF
，使用
BLOSUM62
作为
Matrix
，将
Gap existence cost
，
Per residue gap cost
和
Lambda ratio
分别设置为
11
，1和
0.85(
缺省值
)
并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值
(
％
)。
[0017]上述蛋白质中，所述
80
％以上的同一性可为至少
81
％
、82
％
、83
％
、84
％
、85
％
、86
％
、87
％
、88
％
、89
％
、90
％
、91
％
、92
％
、95
％
、96
％
、98
％
、99
％或
100
％的同一性
。
[0018]上述蛋白质中，序列
2(SEQ ID No.2)
由
229
个氨基酸残基组成
。
将其命名为
GmYC4
蛋白或蛋白质
GmYC4
或蛋白
GmYC4。
其编码基因为
GmYC4
基因
。
[0019]本申请中，所述调控可为抑制或降低或下调
。
[0020]上文中，所述敲除或抑制或降低或下调上述蛋白质的编码基因表达或上述蛋白的活性或含量使植物具有下述任一种效果：
[0021]C1)
增加植物根部表面积；
[0022]C2)
增加植物根体积；
[0023]C3)
增加植物根长；
[0024]C4)
增加植物根尖数；
[0025]C5)
增加植物根干重；
[0026]C6)
提高植物磷吸收率；
[0027]C1)
提高植物低磷耐受性
。
[0028]上述的方法中，所述蛋白来源于大豆
。
[0029]上述的方法中，其特征在于，所述
M1
包括向所述大豆中导入以序列3的第
137
‑
156
位为靶序列的基因敲除载体
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增加大豆磷吸收率和
/
或根表型的方法，其特征在于，所述方法通过包括
M1、M2
或
M3
的步骤来增加大豆磷吸收率和
/
或根表型；
M1、
敲除大豆中的基因；
M2、
抑制或降低或下调大豆中所述基因的表达；
M3、
抑制或降低或下调所述基因编码蛋白质的活性和
/
或含量；所述基因编码如下任一种蛋白质：
B1)
氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；
B2)
将
B1)
所述蛋白质的经过氨基酸残基的取代和
/
或缺失和
/
或添加得到的与
B1)
所示的蛋白质具有
80
％以上的同一性且具相同功能的蛋白质；
B3)
将
B1)
或
B2)
的
N
末端或
/
和
C
末端连接蛋白质标签得到的融合蛋白质
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蛋白来源于大豆
。3.
如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述
M1
包括向所述大豆中导入以序列3的第
137
‑
156
位为靶序列的基因敲除载体
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基因敲除载体为表达
cas9
和靶向所述蛋白质编码基因的
gRNA
的重组表达载体
。5.
一种增加大豆根表型和
/
或磷吸收率的方法，将目的大豆的基因组进行如下任一操作：
K1)
将目的大豆基因组序列表中序列3的第
149
位至
153
位进行缺失突变；
K2)
将目的大豆基因组序列表中序列3的第
148
位的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸缺失突变
。6.
权利要求1中所述蛋白质相关的生物材料在下述任一种的应用：
A1)
增加植物磷吸收率和
/
或制备增加植物磷吸收率的产品中的应用；
A2)
增加植物根部表面积和
/
或制备增加植物根部表面积的产品中的应用；
A3)
增加植物根体积和
/
或制备增加植物根部体积的产品中的应用；
A4)
增加植物根长和
/
或制备增加植物根长的产品中的应用；
A5)
增加植物根尖数和
/
或制备增加植物根尖数的产品中的应用；
A6)
增加植物根干重和
/
或制备增加植物根干重的产品...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宇鹏，侯文胜，刘小倩，陈莉，姚伟伟，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：