[发明专利]一种调控甘蔗钾吸收效率的SsCBL01基因及其应用

说明书

本发明公开一种调控甘蔗钾吸收效率的SsCBL01基因，所述SsCBL01基因的核苷酸序列具有：1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；2)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸而形成的具有同等功能的核苷酸序列；3)在严格杂交条件下与SEQ ID NO.1杂交的序列。所述SsCBL01基因编码蛋白定位于细胞膜上，可增强甘蔗钾转运蛋白SsHAK1的钾离子转运能力。所述SsCBL01基因及其生物材料可用于甘蔗种质资源改良和钾高效吸收甘蔗品种的选育。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种调控甘蔗钾吸收效率的基因SsCBL01及其应用。

背景技术

甘蔗(Saccharum spp.)是最重要的糖料作物，目前世界上消费的食糖中有75％是以甘蔗为原材料进行加工而成。甘蔗是我国重要的糖料作物，生育期长、生物量大，对钾肥的吸收量大，据估计，每生产一吨甘蔗大约需吸收2～2.5kg的钾素。我国甘蔗主栽区培区土壤普遍存在酸化、钾淋溶严重等现象，蔗区耕作层中全钾和速效钾的含量都处于较低水平。此外，我国可溶性钾肥资源紧缺，供应不足，50％以上依赖进口，而在生产过程中甘蔗对钾肥的利用率也仅30％左右，这些均制约了我国甘蔗产业的健康发展。

CBL(calcineurin B-like)蛋白家族是一组最初从拟南芥中鉴定出来的钙传感器，其氨基酸序列与酵母中钙调神经磷酸酶的调节B亚基和动物中的神经钙传感器(neuronal calcium sensor，NCS)高度同源。后续研究发现，拟南芥和水稻基因组均编码10个不同的CBL蛋白，基于比较基因组方法，在玉米、高粱和棉花中已经鉴定出不同数量的CBLs。所有的CBLs均存在三个结合Ca²⁺的螺旋-环-螺旋的EF手型结构域(elongationfactor-hand，EF-hand)。EF-hand结构较为保守，每个EF-hand中都由36个氨基酸残基和保守的Asp(D)或Glu(E)组成。为了传递Ca²⁺信号，CBLs与其靶蛋白如激酶、代谢酶或细胞骨架有关蛋白相互作用，并调节基因表达。CBLs相互作用蛋白激酶(CBL-interacting proteinkinases，CIPKs)是CBLs的重要靶蛋白。CBL与其特异性靶蛋白CIPK相互作用形成的CBL-CIPK复合物在植物对非生物胁迫如盐度、低钾+、低温和干旱的响应中发挥重要作用。此外，CBLs也参与植物生长发育、NO^3-、NH₄⁺和铁的摄取和运输、H⁺稳态以及活性氧(ROS)信号转导等重要信号网络。

拟南芥、水稻等植物中多项研究均表明，类钙调磷酸酶B亚基蛋白CBL介导植物对低K⁺胁迫的应答反应。因此深入探讨甘蔗CBL基因的生物学功能及其调控耐低钾胁迫的机制，可为通过常规育种和现代生物技术培育钾高效的优良品种提供重要参考。

发明内容

本发明的目的：深入探讨CBL基因在甘蔗响应低K⁺胁迫反应中的功能及分子机制，以期对采用现代生物技术培育钾高效甘蔗品种具有重要的指导意义。

为实现上述目的，一种调控甘蔗钾吸收效率的基因SsCBL01。所述甘蔗SsCBL01基因的核苷酸序列具有：

(1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；

(2)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸而形成的具有同等功能的核苷酸序列；

(3)在严格杂交条件下与SEQ ID NO.1杂交的序列。

本发明还保护所述甘蔗SsCBL01基因编码的蛋白。所述甘蔗SsCBL01基因编码蛋白的氨基酸序列为：

(1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；