與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白GhKT2及其編碼基因和應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白GhKT2及其編碼基因和應用。本發明提供的蛋白質是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；（b）將序列1的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐低鉀逆境脅迫相關的、與植物吸收鉀離子的能力相關的、與植物發育相關的、由序列1衍生的蛋白質。本發明公開了新蛋白和基因，將所述基因導入植物后，可以明顯提高植物耐低鉀能力。本發明對于植物新品種，特別是棉花新品種具有重大價值。
【專利說明】與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白GhKT2及其編碼基因和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白GhKT2及其編碼基因和應用。
【背景技術】
[0002]鉀是植物生長必需的三大營養元素之一，與酶活性、蛋白質合成、光合作用、油脂合成、氣孔運動、離子平衡及抗逆性都密切相關。鉀營養缺乏導致植株生長緩慢，植株矮小并且根系發育不良甚至發生腐爛，抗逆性、抗病性降低。
[0003]近年來隨著我國高產品種的推廣，氮、磷肥施用量的增加以及對農產品品質要求的提高，我國缺鉀土壤的范圍逐漸擴大。中國耕地中有1/4至1/3的土壤缺鉀或嚴重缺鉀，每公頃土壤每年作物帶走的鉀素較施用的鉀肥多60kg，而且這一情況還在不斷惡化。此外，我國鉀礦資源匱乏，鉀肥的進口依存度在70%以上。土壤缺鉀及鉀肥資源短缺已經成為制約我國、甚至世界農業發展的重要限制因素。因此，提高作物對鉀的利用效率是解決上述問題的有效途徑。
[0004]棉花是我國重要的經濟作物和戰略物資，在國民經濟中占有重要的地位，20世紀80年代以來，中國已成為世界上最大的棉花生產國，棉花產業在國民經濟中具有重要意義。棉花具有生長周期長、生物量大、棉鈴鉀含量高的生物特性，使其對鉀的需求總量很高。然而棉花對土壤中鉀素的吸收能力偏低，所以棉花要比其他大田作物對土壤低鉀更為敏感。近年來，隨著棉花產量水平的逐步提高，以及黃河流域、長江流域棉區轉基因抗蟲棉種植面積的不斷擴大，我國棉花生產中的缺鉀現象越來越普遍、缺鉀程度越來越嚴重，成為目前棉花早衰的重要原因之一。`
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白GhKT2及其編碼基因和應用。
[0006]本發明提供的蛋白質，，獲自棉花品種“遼棉17號”，命名為GhKT2蛋白，是如下(a)或(b)或(c)或(d):(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐低鉀逆境脅迫相關的由序列I衍生的蛋白質；(C)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物吸收鉀離子的能力相關的由序列I衍生的蛋白質；(d)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物發育相關的由序列I衍生的蛋白質。
[0007]為了使(a)中的蛋白質便于純化，可在由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標簽。
[0008]表1標簽的序列[0009]
【權利要求】
1.一種蛋白質,是如下(a)或(b)或(C)或(d): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質； (b)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐低鉀逆境脅迫相關的由序列I衍生的蛋白質； (C)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物吸收鉀離子的能力相關的由序列I衍生的蛋白質； Cd)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物發育相關的由序列I衍生的蛋白質。
2.編碼權利要求1所述蛋白質的基因。
3.如權利要求2所述的基因，其特征在于:所述基因為如下(I)或(2)或(3)或(4)或(5)或(6)或(7)的DNA分子: (1)序列表中序列2所不的DNA分子； (2)在嚴格條件下與(I)限定的DNA序列雜交且編碼植物耐低鉀逆境脅迫相關蛋白的DNA分子； (3)與(I)限定的DNA序列具有90%以上同源性且編碼植物耐低鉀逆境脅迫相關蛋白的DNA分子； (4)在嚴格條件下與(I)限定的DNA序列雜交且編碼與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白的DNA分子； (5)與(I)或限定的DNA序列 具有90%以上同源性且編碼與植物吸收鉀離子的能力相關的蛋白的DNA分子； (6)在嚴格條件下與(I)限定的DNA序列雜交且編碼植物發育相關蛋白的DNA分子； (7)與(I)限定的DNA序列具有90%以上同源性且編碼植物發育相關蛋白的DNA分子。
4.含有權利要求2或3所述基因的表達盒、重組載體、轉基因細胞系或重組菌。
5.一種培育轉基因植物的方法，是將權利要求2或3所述基因導入目的植物中，得到耐低鉀逆境脅迫能力高于所述目的植物的轉基因植物。
6.一種培育轉基因植物的方法，是將權利要求2或3所述基因導入目的植物中，得到吸收鉀離子的能力高于所述目的植物的轉基因植物。
7.一種培育轉基因植物的方法，是將權利要求2或3所述基因導入目的植物中，得到鉀積累量高于所述目的植物的轉基因植物。
8.一種培育轉基因植物的方法，是將權利要求2或3所述基因導入目的植物中，得到生物量高于所述目的植物的轉基因植物。
9.如權利要求5至8中任一所述的方法，其特征在于:權利要求2或3所述基因通過權利要求4所述重組載體導入所述目的植物。
10.如權利要求5至9中任一所述的方法，其特征在于:所述目的植物為雙子葉植物或單子葉植物。
【文檔編號】C12N1/19GK103554240SQ201310534743
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】田曉莉, 徐娟 申請人:中國農業大學