[发明专利]茶树CsAMT1.3基因在调控植物氮代谢中的应用

说明书

本发明公开了茶树CsAMT1.3基因在调控植物氮代谢中的应用，属于植物学技术领域。所述CsAMT1.3基因的编码序列如SEQ ID NO.1所示，所述氮代谢包括对铵态氮的吸收和同化。本发明首次从茶树‘龙井43’品种中鉴定并克隆了CsAMT1.3基因，茶树中CsAMT1.3主要在叶中表达，其生物学功能为促进铵态氮的吸收和同化，加快碳氮代谢。该基因在优质茶树品种培育方面具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及植物学技术领域，具体涉及茶树CsAMT1.3基因在调控植物氮代谢中的应用。

背景技术

茶是世界三大饮料作物之一，富含丰富的代谢产物，对人体健康有重要作用。氮代谢是植物体内重要的物质和能量代谢过程，该代谢途径能够影响茶树的代谢产物。土壤基质中的氮素主要以无机态氮和有机态氮两种形式存在，一般从土壤中吸收的主要是无机态氮，即铵盐(NH₄⁺)和硝酸盐(NO₃^-)。铵离子是植物根系吸收的最为经济有效的一种氮素形式，虽然土壤中硝态氮比铵态氮含量高，但很多植物会优先选择同化耗能较低的铵态氮。

茶树作为一种喜铵性作物，以叶片为收获目标，不仅要经历多次采摘，还需要进行定期修剪，这些都会带走大量的氮素，然而茶叶本身并不能固氮，因此，茶树栽培过程中需要大量的氮素供应。

NH₄⁺的吸收是逆浓度梯度需能量的主动转运过程，植物根系主要通过位于质膜上的铵转运蛋白AMT吸收铵态氮。AMT属于AMT/Rh类蛋白，广泛存在于细菌、真菌和动植物中，AMT分为两个亚类AMT1和AMT2。目前，编码铵转运蛋白的基因在很多植物中得到了克隆与鉴定，每个基因的吸收特征不同，调控机制也存在差异。

目前，关于铵转运蛋白的AMT的研究对象主要集中在拟南芥和水稻等模式作物中。拟南芥AtAMT1.3主要在根毛、表皮和皮层细胞表达(Loque,D.,Yuan,L.,Kojima,S.,etal.Additive contribution of AMT1；1and AMT1；3to high-affinity ammonium uptakeacross the plasma membrane of nitrogen-deficient Arabidopsis roots[J].PlantJ,2006,48(4):522-534.)，起到从土壤中吸收铵的作用。Lima等人研究证明了拟南芥AtAMT1.3能够起到信号转导的作用，能够响应外部NH₄⁺，并调节侧根分枝(Lima,J.E.,Kojima,S.,Takahashi,H.,et al.Ammonium triggers lateral root branching inArabidopsis in an AMMONIUM TRANSPORTER1；3-dependent manner[J].Plant Cell,2010,22(11):3621-3633.)。水稻OsAMT1.3主要在根尖和侧根表达(Ferreira,L.M.,deSouza,V.M.,Tavares,O.C.H.,et al.OsAMT1.3expression alters rice ammoniumuptake kinetics and root morphology[J].Plant Biotechnology Reports,2015,9(4):221-229.)，在缺氮条件下表达量上升(Sonoda,Y.,Ikeda,A.,Saiki,S.,et al.Distinctexpression and function of three ammonium transporter genes(OsAMT1；1-1；3)inrice[J].Plant Cell Physiol,2003,44(7):726-734.)，说明其可能与铵的吸收相关。