专利名称：应用OsRMC蛋白培育铁吸收能力增加的转基因植物的方法
技术领域：
本发明涉及一种应用OsRMC蛋白培育铁吸收能力增加的转基因植物的方法。
背景技术：
铁(Fe)是植物必需的微量元素，在植物的生命活动，如光合作用、呼吸作用、氮代谢中起着很重要的作用。虽然土壤中铁元素的含量较高，但是土壤中的铁经常以氧化物或水化氧化物的形式存在，不能被植物所吸收利用。因此，土壤中有效铁的含量并不高，农作物的生产经常受到缺铁的影响。为了适应缺铁环境，植物形成了一系列的策略来提高土壤中铁的有效性，从而增加对铁的吸收。根据植物种类的不同，可以分为机理I植物和机理II植物。机理I植物包括双子叶植物和非禾本科单子叶植物，如花生、大豆、黄瓜、向日葵等都属于典型的机理I植物。在缺铁的条件下，这类植物首先通过激活根部皮层细胞质膜上特异的H+ATPase，酸化根际空间，提高土壤中铁的可溶性，然后可溶性的Fe (III)-鳌合物被还原酶FRO还原成Fe( II )，经Fe( II )载体IRTl转运吸收。禾本科植物在铁缺乏时利用机理II来提高植物对Fe的吸收效率。土壤中可利用的铁缺乏时，植物可向根际空间中分泌大量的植物铁载体(phytosiderophore, PS)。铁载体实际上是一种对Fe (III)具有高亲合性的鳌合剂，由麦根酸类(Mugineicacids,MAs)家族成员组成,如麦根酸(MA)、脱氧麦根酸(DMA)等。随后,植物再由根表面特殊的膜转运体YSL吸收转运Fe3+-PS鳌合物进入胞内。最近的研究表明，在禾本科植物水稻中，也存在机理I的亚铁离子转运系统，即水稻既能够通过分泌PS，螯合和吸收Fe3+，也可通过亚铁离子转运系统直接从土壤中吸收Fe2+。铁是人类必需的微量元素，对人体健康有重要的意义。我国是世界上铁缺乏和缺铁性贫血发生较严重的国家。据有关资料表明，目前我国48%的哺乳妇女、42%婴儿、36%未孕未哺乳妇女及26%学龄儿童还有缺铁性贫血。稻米是我国传统的主食，因此，提高水稻适应低铁环境的能力并增加稻米中铁元素的含量是一项极其重要和有意义的工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用OsRMC蛋白培育铁吸收能力增加的转基因植物的方法本发明提供的第一种培育转基因植物的方法，是将OsRMC蛋白的编码基因导入目的植物中，得到对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力高于所述目的植物的转基因植物；所述OsRMC蛋白是如下(a)或(b):(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关的由序列1衍生的蛋白质。为了使(a)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表I所示的标签。表1标签的序列
权利要求
1.一种培育转基因植物的方法，是将OsRMC蛋白的编码基因导入目的植物中，得到对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力高于所述目的植物的转基因植物；所述OsRMC蛋白是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关的由序列I衍生的蛋白质。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述OsRMC蛋白的编码基因为如下I)或2)或3)或4)的DNA分子: 1)编码区如序列2自5’末端第56至832位核苷酸所示的DNA分子； 2)序列表中序列2所示的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收相关蛋白的DNA分子； 4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关蛋白的DNA分子。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述方法中，将含有所述OsRMC蛋白的编码基因的重组表达载体导入所述目的植物。
4.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于:所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。
5.一种培育转基因植物的方法，是抑制目的植物中OsRMC蛋白的编码基因的表达，得到对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力低于所述目的植物的转基因植物；所述OsRMC蛋白是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关的由序列I衍生的蛋白质。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于:所述OsRMC蛋白的编码基因为如下I)或2)或3)或4)的DNA分子: 1)编码区如序列2自5’末端第56至832位核苷酸所示的DNA分子； 2)序列表中序列2所示的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收相关蛋白的DNA分子； 4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关蛋白的DNA分子。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于:所述“抑制目的植物中OsRMC蛋白的编码基因的表达”是通过将针对所述OsRMC蛋白的编码基因的干扰载体导入所述目的植物实现的。
8.如权利要求5至7中任一所述的方法，其特征在于:所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。
9.0sRMC蛋白、OsRMC蛋白的编码基因、含有OsRMC蛋白的编码基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在培育对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力提闻的转基因植物中的应用；所述OsRMC蛋白是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关的由序列I衍生的蛋白质。
10.抑制OsRMC蛋白的编码基因的表达的物质在培育对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力降低的转基因植物中的应用；所述OsRMC蛋白是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关的由序列I衍生的蛋白质。
全文摘要
本发明公开了一种应用OsRMC蛋白培育铁吸收能力增加的转基因植物的方法。本发明提供的方法，是将OsRMC蛋白的编码基因导入目的植物中，得到对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力高于所述目的植物的转基因植物；所述OsRMC蛋白是如下(a)或(b)(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对缺铁的耐受性和/或铁吸收能力和/或锌吸收能力相关的由序列1衍生的蛋白质。本发明对于培育耐缺铁植物、耐低铁植物、铁吸收能力高的植物、锌吸收能力高的植物具有重大价值，对于提高植物产量具有重大价值。
文档编号C12N15/84GK103074366SQ201310002480
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者张文浩, 杨安 申请人:中国科学院植物研究所