[发明专利]桑树铵转运蛋白MmAMT2及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及到一种桑树铵转运蛋白MmAMT.2基因克隆和 其在不同氮素条件下的表达应用。

背景技术

在作物所有必需营养元素中，氮素是作物从土壤中吸收量最多的元素，是限制植 物生长和形成产量的首要因素。土壤中植物所利用的主要氮素形式是铵态氮(NH₄⁺)和硝态 氮(NO₃^-)。氮素利用效率低的现象在农作物生长过程中普遍存在，引发氮肥的大量施用，造 成巨大的环境影响，需从深入研究植物氮素吸收机制，才能从分子生物学途径改良植物品 种，提高氮素吸收效率。

桑树是喜铵植物，研究表明，在铵态氮和硝态氮同时存在的情况下，植物对铵态氮 表现出明显的偏好性。目前，国内外对拟南芥、水稻等植物的铵转运蛋白(ammonium transporters,AMT)基因进行表达分析和功能研究的比较多，而在桑树这方面研究甚少。 AMT位于细胞膜上，通过与与其偶联的H⁺-ATPase所提供的细胞质膜内外化学渗透梯度来介 导植物对铵态氮的吸收以及体内运转。植物铵转运蛋白家族可分为两大类：AMT1和AMT2。根 据吸收动力学分析，铵转运蛋白又可分为高亲和体系(highaffinitytransporter system,HATs)和低亲和体系(lowaffinitytransportersystem,LATs)。其中被集中报道 研究的AMT1大都属于HTTs，但随着研究的深入，AMT2家族的意义愈发重要。AMT1和AMT2成员 之间可能存在功能上的相互重叠、重复或互补。目前已经在水稻、番茄、百脉根、甘蓝型油菜 等多种植物中分离鉴定了铵转运蛋白，其中以水稻中鉴定出的具有铵转运功能的AMT种类 最多、达12种。其中4种AMT基因属于AMT1，剩下的8种属于AMT2。各植物中AMT1与AMT2所占比 例不一。AMT位于细胞膜上，植物对铵的吸收和铵在细胞间的转运是AMT介导的需能主动运 输过程。

在氮素缺乏环境中，植物增强特定铵转运蛋白基因的表达，是植物适应氮素胁迫 环境的重要内在机制之一。硝态氮也是影响铵转运蛋白基因表达因素之一。研究表明， AtAMT1.1表达随环境中硝态氮的浓度变化作快速反馈调节，当土壤中硝态氮含量严重缺乏 时，AtAMT1.1的表达明显增加。植物体内AMT之间的表达也能相互影响，某一AMT功能缺失 后，植物通过调节其它某些铵转运蛋白基因的表达来弥补蛋白功能缺失后对植物造成的不 利影响。

不同氮素条件下，AMT基因的转录水平均有变化。同种氮源不同浓度，同种浓度不 同氮源，对植物生长与发育都有一定影响。研究发现在缺氮条件下，植物体内AMT基因的表 达有不同程度的增加，缓解缺氮对植物的影响，维持正常的生长。

我国是桑树的起源中心，种质资源极为丰富。经过桑树种质资源及育种工作者几 十年的努力，现在全国已收集保存有近3000份桑树种质资源，其中不少资源都具有果用价 值、药用价值、经济价值等。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种桑树铵转运蛋白MmAMT.2及其应用，可以用于桑 树中的铵转运蛋白基因在不同氮素条件下的表达调控。

技术方案：桑树铵转运蛋白MmAMT.2，序列如SEQIDNO.2所示。

编码桑树铵转运蛋白MmAMT.2的基因，序列如SEQIDNO.1所示。

上述桑树铵转运蛋白MmAMT.2在不同氮素条件中的应用。

所述不同氮素条件为200μMKNO₃、2mMKNO₃、20mMKNO₃处理、100μM(NH₄)₂SO₄、1m M(NH₄)₂SO₄、10mM(NH₄)₂SO₄处理、20mMKNO₃处理、10mM(NH₄)₂SO₄处理和10mMNH₄NO₃处 理。