[发明专利]拟南芥At5g61350基因在根系发育方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及拟南芥At5g61350基因在调控植物根系发育方面的应用。 

背景技术

氮是植物最重要的营养元素之一，约占植物干重的1%-5%，其中硝酸盐和铵盐是植物从土壤中获取氮营养的主要来源。铵(ammonium, NH₄⁺)作为氮营养主要提供者之一，由于植物针对铵离子同化时消耗的能量少于硝酸根离子，所以往往优先吸收铵离子。同时铵离子作为重要的信号分子参与了许多生理过程的调节，因此研究植物细胞对铵离子的转运及信号转导具有十分重要的意义。 

拟南芥At5g61350基因属于CrRLK1L (Receptor like kinase) 类受体蛋白激酶基因，其CDS长度为2529bp，编码842个氨基酸的蛋白，已有研究表明其与植物根系根毛发育相关，但是尚未见到有关该基因与NH₄⁺转运有关的研究报告，而由此介导的根系生长更未见到相关报道。 

发明内容

本发明目的在于提供拟南芥At5g61350基因在植物根系生长发育方面的应用，以拓展基因At5g61350的应用范围。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 

拟南芥At5g61350基因在植物根系生长发育方面的应用，该基因所编码的蛋白质调控NH₄⁺的转运。

所述拟南芥At5g61350基因在植物根系生长发育方面的应用，拟南芥At5g61350基因突变体，即缺失At5g61350基因或者At5g61350基因沉默的拟南芥对铵盐不耐受，即缺失At5g61350基因或者At5g61350基因沉默的拟南芥在有铵盐存在时无法形成正常的根毛。 

现有技术中，虽然有对拟南芥At5g61350基因功能的预测，预测该基因与植物根系生长发育相关，但是由于缺少相关实验证明，因此关于该基因的确切功能一直未能得到确认。发明人通过一系列实验证明，拟南芥At5g61350基因通过与NH₄⁺转运相关，参与了NH₄⁺通过调控根毛尖端Ca²⁺浓度梯度形成来控制根毛生长的这一通路来调控根系的发育生长，从而为利用这一基因来培育新的作物品系提供了新的可能。 

附图说明

图1为 MS培养基上生长7天的拟南芥WT、cap1-1和超表达回补幼苗根； 

图2为 MS培养基上生长的拟南芥cap1-1根毛缺失Ca²⁺浓度梯度；a-d 和e-h分别是Wt和cap1-1的不同生长期根毛的透射光扫描图和YC3.6的荧光扫描图；

图3为缺失铵（NH₄⁺）的MS培养基上生长7天的拟南芥WT和cap1-1幼苗的根;

图4为拟南芥At5g61350基因亚细胞定位；

图5为拟南芥根毛细胞内外NH₄⁺转运情况。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的解释说明。 

实施例

拟南芥At5g61350基因的CDS长度为2529bp，编码842个氨基酸的蛋白，属于CrRLK1L (Receptor like kinase) 类受体蛋白激酶基因，现有研究表明，该基因与根系根毛发育相关，但是这些研究多是基于基因芯片的预测性研究，缺乏实质性的证据。为此，发明人以拟南芥At5g61350基因突变体为基础，对该基因的功能进行了深入研究。 

拟南芥At5g61350基因突变体从拟南芥资源中心（ABRC，Ohio State University）获得，所述拟南芥At5g61350基因突变体为T-DNA插入突变体（cap1-1）。 

实验一、发明人首先证明了拟南芥At5g61350基因与植物根毛发育相关