[发明专利]蛋白质OsVPE1在调控植物液泡无机磷输出能力中的应用

说明书

本发明公开了蛋白质OsVPE1在调控植物液泡无机磷输出能力中的应用。蛋白质OsVPE1的氨基酸序列如序列表中序列3所示。提高出发植物中蛋白质OsVPE1的表达量和/或活性，得到转OsVPE1基因植物；与水稻品种石狩白毛相比，转OsVPE1基因植物的液泡无机磷输出能力提高，液泡里的无机磷浓度降低。抑制出发植物中蛋白质OsVPE1的表达量和/或活性，得到OsVPE1基因敲除水稻植株；与水稻品种石狩白毛相比，OsVPE1基因敲除水稻植株的液泡无机磷输出能力降低，液泡里的无机磷浓度增加。由此可见，蛋白质OsVPE1可以调控植物液泡无机磷输出能力，进而调节液泡里的无机磷浓度。本发明具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及蛋白质OsVPE1在调控植物液泡无机磷输出能力中的应用。

背景技术

磷素是植物生长发育所必需的大量元素，是许多代谢物和生物大分子的重要组分，并且在能量转化和信号转导等生化过程中起重要作用。当土壤缺磷时，植物一般会出现生长矮小、分蘖减少和产量降低等现象。因此，提高作物磷肥利用率，减少磷肥施用量，对水稻优质高产、保护环境都有重要的作用。然而充分了解植物磷素吸收和利用的分子生理机制，是提高植物磷素吸收和利用效率的前提。

植物通过磷酸盐转运体从外界吸收磷酸盐并分配到不同的器官。对植物进行磷吸收动力学分析表明，高等植物中同时存在两种磷酸盐吸收转运系统：一类是在磷供应充足时负责磷吸收和转运的低亲和磷酸盐转运体；另一类是在磷供应不足时诱导表达，增加有效磷的吸收和转运的高亲和磷酸盐转运体，高亲和磷酸盐转运体是植物从根部吸收磷的主要系统。目前已知的磷酸转运体有：质膜定位的PHT1家族，主要负责从根部吸收土壤中的无机磷；PHT3家族负责将细胞质中的无机磷向线粒体内转运；PHT2家族，PHT4家族，XPT，TPT，PPT，GPT1主要负责叶绿体和高尔基体的无机磷转运；PHO1定位于内质网和高尔基体，主要在根的木质部表达，负责无机磷从根到地上部的转移。

植物中的大部分无机磷储存于液泡中，当无机磷缺乏时，液泡中的无机磷被释放到细胞质来维持细胞质中的无机磷水平。所以，液泡中磷素的储存和输出对于维持植物中的磷素平衡非常重要。提高作物中液泡磷的输出，有利于提高磷素的利用效率。

发明内容

本发明的目的是提高植物液泡磷的输出能力，从而提高磷素的利用效率。

本保护首先保护蛋白质OsVPE1的应用，可为X1)或X2)或X3)或X4)：

X1)调控植物液泡无机磷输出能力；

X2)调控植物液泡里的无机磷浓度；

X3)调控植物无机磷输出能力；

X4)调控植物的无机磷浓度。

上述应用中，所述蛋白质OsVPE1为a1)或a2)或a3)：

a1)氨基酸序列是序列表中序列3所示的蛋白质；

a2)在序列表中序列3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；

a3)将序列表中序列3所示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/或添加得到的与植物液泡无机磷输出能力和/或植物液泡里的无机磷浓度和/或植物无机磷输出能力和/或植物的无机磷浓度相关的蛋白质。

其中，序列表中序列3由515个氨基酸残基组成。

为了使a1)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列3所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1.标签的序列