CN110483628B

CN110483628B - 促进植物根系与共生菌共生的蛋白、分离的核酸分子及其应用培育方法

Info

Publication number: CN110483628B
Application number: CN201910760748.4A
Authority: CN
Inventors: 黄仁良; 沈显华
Original assignee: RICE RESEARCH INSTITUTE OF JIANGXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: RICE RESEARCH INSTITUTE OF JIANGXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2039-08-16
Also published as: CN110483628A

Abstract

本发明公开了促进植物根系与共生菌共生的蛋白、分离的核酸分子及其应用培育方法，涉及植物共生技术领域。本发明公开的蛋白其氨基酸序列相较于SEQ ID NO.6具有如下突变中的至少一种：I118T和S121T。该蛋白能够使得植物根系更易被共生菌侵染，侵染效率高，可迅速并高效地与共生菌建立共生关系。利用该蛋白可以用于培育出易于与共生菌形成共生关系的植物品种。

Description

促进植物根系与共生菌共生的蛋白、分离的核酸分子及其应用培育方法

技术领域

本发明涉及植物共生技术领域，具体而言，涉及促进植物根系与共生菌共生的蛋白、分离的核酸分子及其应用培育方法。

背景技术

目前全球人口70亿，并持续快速增长，预计到2050年全球人口将达到95亿。要满足这样的人口增长，现代农业必须显著提高作物的产量。水稻是最重要的粮食作物之一，超过35亿的全球人口以此为主食。国际水稻所(IRRI)估计以后的20年的每一年，全年需要额外增加8-10倍的水稻产量(IRRI 2015)。大量的病原微生物危害水稻的生产。IRRI的统计数据显示，平均每年水稻产量由于病虫害的影响减少37％。因此，对水稻进行研究对人类具有重大的现实意义。提高水稻对病虫害的抗性以及对有益微生物的共生效率是水稻研究的重要目标。

农业面源污染是我国地表水体产生富营养化的主要原因，因其影响范围广、难于控制一直是环境治理领域的难题。近年来，由于人口增长的压力，对粮食的需求不断增加，为获得农作物的高产，往往在农田生态系统中施加大量的化肥，这些化学产物的当季利用效果差，氮、磷、钾利用率分别为30％-35％、10％-25％和35-50％。大部分营养物质残留在土壤、水体和空气中，并随着灌溉、降水和迁移作用，通过地表径流进入大江、湖泊，形成严重的农业面源污染。

丛枝菌根真菌(AMF)可与地球上80％的陆生植物的根系共生形成丛枝菌根共生体(AM)，尽管早在1842年就有了关于丛枝菌根真菌的报道，但直到1977年，Fitter等才首次报道了丛枝菌根真菌能够调节共存植物对磷的吸收。其后，从20世纪90年代，丛枝菌根真菌在植物间相互作用中所扮演的角色成为一个非常活跃的研究领域。菌根(AM)是一类土壤真菌与一些高等植物根系形成的共生联合体，根据形态学和解剖学的特征，可把菌根分为外生菌根(Ectomycorrhizae)、内生菌根(Endomycorrhizae)和内外生菌根(Ecoendomycorrhizas)三大类。AMF是一类分布最为广泛的土壤真菌，其为专性共生，可以利用植物光合作用产生的糖类等有机物质促进自身生长代谢，作为回馈，帮助植物吸收土壤中的水分和矿物盐(主要是磷)。AMF增加了根系的表面积，促进根系对水分和养分的吸收，提高植物的抗旱能力，改善植物营养条件，提高植物的耐盐性和抗病性。除此之外还可以提高宿主对重金属毒害的耐受性，有利于植物生长。

与AM共生的植物从土壤环境中吸收磷的途径，一种是自主吸收途径，磷通过根毛和表皮进入根细胞中，这样的方式吸收磷，因为土壤补充的磷进入根系的速率快，根际周围会导致磷浓度的降低，浓度的降低会使植物对磷的吸收减弱。另一种是通过AMF吸收磷，AMF通过根外菌丝吸收磷并通过丛枝膜转移进入根皮层细胞中，这一吸收途径克服了磷低迁移率的限制，根外菌丝可吸收远距离的磷元素，磷被根外菌丝吸收后以多聚磷酸盐的形式存在，在到达围丛枝膜后降解并转移进根细胞中。

目前全世界范围内强调绿色发展作为长期目标，在水稻方面倡导培育绿色超级稻，要求新品种抗多种病虫，实现少打或者不打农药；要提高品种对肥料的吸收和利用效率，大量减少化肥的施用；具备节水抗旱的性状，减少水资源的使用和干旱造成的损失。因为AMF能促进水稻对磷、水的吸收，以及提高水稻的耐盐和抗病性，培育水稻新品种，迅速并高效地与AMF形成共生，正中培育绿色超级稻要旨，契合当前的绿色发展战略。

但如何促进水稻等植物与AMF等共生菌的迅速并高效地形成共生关系鲜有报道。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种促进植物根系与共生菌共生的蛋白、分离的核酸分子及其应用培育方法以克服上述问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种促进植物根系与共生菌共生的蛋白，上述蛋白的氨基酸序列相较于SEQ ID NO.6具有如下突变中的至少一种：I118T和S121T。

本发明研究发现，SEQ ID NO.6所示的蛋白作I118T或/和S121T突变后发现其能够促进植物根系与共生菌的共生效应，例如，植株体内表达该突变蛋白的转基因植株与AMF共生的侵染效率显著高于未突变的转基因(SEQ ID NO.6)植株。因此该蛋白可以用于培育出易于与共生菌形成共生关系的植物品种。

术语“共生菌”是指可与植物的根形成共生关系的一类微生物，这类微生物可以通过各种方式黏附与根的表面或进入根内部，与植物进行营养交换或相互利用，相互促进生长。

本发明提供的蛋白相较于SEQ ID NO.6具有如下突变中的至少一种：I118T和S121T；是指，本发明提供的蛋白与SEQ ID NO.6相比较，其第118位的氨基酸由I突变为T，或者是，第121位由S突变为T，或者是这两种突变的组合。

需要说明的是，本发明提供的蛋白在118和121位之外的其他位置的氨基酸残基与SEQ ID NO.6相同或不同；还需要说明的是，这种不同的情形是指，相较于SEQ ID NO.6，本发明提供的蛋白在118和121位之外的其他位置的氨基酸残基，可以具有至少不降低蛋白生理活性的突变，例如在第284位可以是T284M突变。也就是说，本发明提供的蛋白相较于SEQID NO.6而言，第284位可以是T或M。

在可选的实施方式中，本发明提供的蛋白的氨基酸相较于SEQ ID NO.6还具有突变T284M。

在可选的实施方式中，本发明提供的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.4。

SEQ ID NO.4所示的蛋白与SEQ ID NO.6相比较，具有突变I118T、S121T以及T284M。

SEQ ID NO.4所示的蛋白可以促进根系与共生菌的共生，表达该蛋白的植株可以提高根与共生菌的侵染效率。该蛋白及其编码基因可以用于培育出易于与共生菌形成共生关系、增强共生效应的植物品种。

第二方面，本发明实施例提供一种分离的核酸分子，其编码如前述实施方式所述的蛋白。

本发明在此方面提供的核酸分子可以提高根系与共生菌的侵染效率，促进植株根系与共生菌的共生。该核酸分子可以用于培育出易于与共生菌形成共生关系的植物品种。

在可选的实施方式中，上述核酸分子的碱基序列如SEQ ID NO.1所示。

SEQ ID NO.1所示的核酸分子编码SEQ ID NO.4所示的蛋白，其可以提高根系与共生菌的侵染效率，促进植株根系与共生菌的共生。

需要说明的是，根据密码子的简并性，本领域技术人员容易想到在本发明所提供的核酸分子的序列如SEQ ID NO.1的基础上进行碱基替换以编码出与本发明第一方面具有相同氨基酸序列的蛋白，无论是何种碱基替换，只要其编码的蛋白与本发明第一方面的蛋白的氨基酸序列相同，或者不同但功能相同，其均落入本发明的保护范围。

第三方面，本发明实施例提供一种载体，上述载体含有前述实施方式所述的核酸分子。

第四方面，本发明实施例提供前述实施方式所述的蛋白、前述实施方式所述的核酸分子或者前述实施方式所述的载体在促进植物根系与共生菌共生中的应用。

在可选的实施方式中，上述植物为禾谷类植物。

在可选的实施方式中，上述禾谷类植物选自水稻、玉米、高粱和麦、黑麦、燕麦、大麦和小麦中的一种。

在可选的实施方式中，上述麦为黑麦、燕麦、大麦或小麦。

需要说明的是，本发明提供的蛋白、核酸分子和载体其并限于用于促进上述的禾谷类植物与共生菌的共生，也可以用于其他类别的植物，无论用于何种植物，其均落入本发明的保护范围。

在可选的实施方式中，上述共生菌选自菌根真菌和根瘤菌中的至少一种。

在可选的实施方式中，上述菌根真菌选自丛枝菌根真菌、外生菌根真菌和内外菌根真菌中的至少一种。

需要说明的是，本发明提供的蛋白、核酸分子和载体其并限于用于促进植物与上述共生菌如菌根真菌或根瘤菌的共生，也可以用于其他类别的共生菌，无论用于何种共生菌，其均落入本发明的保护范围。

第五方面，本发明实施例提供一种易于与共生菌共生的植物品种的培育方法，其包括：使目标植物的体内表达如前述实施方式所述的蛋白。

本发明实施例提供的培育方法，可以培育出易于与共生菌形成共生的植物品种，只要在植株体内表达前述实施方式所述的蛋白，即可使得该植株的根系易于被共生菌侵染，并提供侵染效率，进而快速和高效地形成共生关系。

在可选的实施方式中，利用基因编辑技术或转基因技术使上述目标植物的体内表达上述蛋白。

本领域技术人员容易想到使用常见的基因编辑技术例如CRISPR/Cas9、ZFN(zinc-finger nucleases)或TALEN(transcription activator-like effector nucleases)等技术进行定点基因编辑，以修改目标植物的相应基因如CERK1基因，以使目标植株表达上述蛋白，进而培育出易于与共生菌共生的植物品种。当然，除基因编辑技术之外，本领域技术人员容易想到使用转基因技术，使目标植物的体内持续表达或特异性过来表达上述蛋白，也可以培育出易于与共生菌共生的植物品种。总之，无论使用何种基因编辑技术，还是转基因技术，只要其使目标植物的体内表达上述蛋白即落入本发明的保护范围。

在可选的实施方式中，利用转基因技术使上述目标植物的体内表达上述蛋白包括：将前述实施方式所述的核酸分子导入愈伤组织，培养上述愈伤组织以使其分化发育成上述目标植物。

在可选的实施方式中，上述目标植物为禾谷类植物。

在可选的实施方式中，上述禾谷类植物选自水稻、玉米、高粱和麦中的至少一种。

在可选的实施方式中，上述麦为黑麦、燕麦、大麦或小麦。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中的不同水稻品种DY和ZZ35受AMF和根瘤菌侵染的表型以及统计结果。图中：A：AMF侵染根段WGA488染色图，标尺100μm；B：AMF侵染表型统计；C：AM1相对表达量检测；D：DY和ZZ35对根瘤菌富集情况的表型统计；Dpi代表侵染天数。图2为本发明实施例1中的不同染色体片段置换系受AMF和根瘤菌侵染的表型以及统计结果。图中：A：AMF侵染根段WGA488染色图，标尺100μm；B：AMF侵染表型统计；C：AM1相对表达量检测；D：CSSL-DY和CSSL-ZZ35对根瘤菌富集情况的表型统计；Dpi代表侵染天数。

图3为本发明实施例1中，定位并克隆OsCERK1^DY基因以及基因序列，氨基酸序列比对。

图4为本发明实施例2中的过表达OsCERK1^DY和OsCERK1^ZH11基因的不同转基因植株受AMF侵染后的表型统计结果；F％代表根段侵染效率，M％代表根系侵染效率，A％代表丛枝丰度；ZH11：野生型品种中花11；EV：空载体转基因植株；DYa2，DYa14以及DYa13代表不同的OsCERK1^DY转基因植株；ZH11a-6-1，ZH11a-7-3以及ZH11b-1-3代表不同的OsCERK1^ZH11转基因植株。

图5为本发明实施例2中的不同突变体受AMF侵染后的根段侵染效率统计结果；F％代表根段侵染效率；EV：空载体转基因植株；DYa2:OsCERK1^DY转基因植株；ZH11a-6-1:转OsCERK1^ZH11基因植株；ZZ35-1，ZZ35-2：转OsCERK1^ZZ35基因植株；T118I-1，T118I-2:OsCERK1^DY氨基酸序列在第118位由T突变为I后的转基因植株；T121K-1，T121K-2：OsCERK1^DY氨基酸序列在第121位由T突变为K后的转基因植株；M284T-1，M284T-2：OsCERK1^DY氨基酸序列在第284位由M突变为T后的转基因植株。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

促进水稻与从枝菌根真菌共生的基因挖掘

以东乡野生稻(DY)和早稻品种中早35(ZZ35)为试验材料(DY生长在江西省东乡县，ZZ35为中国水稻所培育的早稻品种，两者种子在江西省农业科学院水稻研究所育种基地种植并收获；)，构建以ZZ35的背景的DY染色体片段置换系，通过丛枝菌根或者根瘤菌对其侵染表型的比较研究，通过图位克隆的方法，挖掘出易被丛枝菌根侵染或者根瘤菌侵染的基因。

AMF与水稻形成菌根共生，共生相关的标记基因特异表达。早期表达基因AM1、AM3，晚期表达基因AM14、PT11。提取水稻AMF侵染后14天、21天、28天和35天水稻根cDNA，qPCR检测这些标记基因的表达量，验证DY、ZZ35和片段置换系的AMF侵染效率，根据侵染效率的高低，挖掘出易被丛枝菌根侵染或者根瘤菌侵染的基因。

具体结果如下：

(1)DY和ZZ35的AMF和根瘤菌侵染表型

见图1，在AM侵染第15天，DY被AMF侵染的数量比ZZ35多，且AMF发育的更好(图1中A)。DY和ZZ35每厘米根段的侵染点数目平均分别为：14.6和7.3，统计分析表明存在显著差异，P＝0.014(图1中B)。AMF侵染相关的早期标记基因AM1在Dpi15时，DY里的相对表达量比ZZ35高，其达到极显著差异(图1中C)。另外，与根瘤菌共培养，分别在Dpi3、Dpi6、Dpi13、Dpi16，DY和ZZ35在每mg根富集的根瘤菌数量存在显著差异(图1中D)。结果表明：DY相较ZZ35更容易被AMF侵染，同时又更易富集根瘤菌。

(2)染色体片段置换系AMF和根瘤菌的侵染表型，以及染色体片段置换系的基因型

见图2，东乡野生稻的染色体片段置换系CSSL-DY和CSSL-ZZ35，仅在Ch8上的一个约为2.4M的片段存在差异，CSSL-DY此片段来源DY，CSSL-ZZ35来源ZZ35，此片段在nipponbare基因组上的物理位置为：26039820-28395379(图2中A)。在AM侵染第15天，CSSL-DY被AMF侵染的数量比CSSL-ZZ35多(图2中A)。CSSL-DY和CSSL-ZZ35每厘米根段的侵染点数目平均分别为：12.3和6.0，统计分析表明存在显著差异，P＝0.015(图2中B)。AMF侵染相关的早期标记基因AM1在Dpi15时，CSSL-DY里的相对表达量比CSSL-ZZ35高，达到极显著差异(图2中C)。另外，与根瘤菌共培养，分别在Dpi3和Dpi6，DY和ZZ35每mg根富集的根瘤菌数量存在显著差异(图2中D)。结果表明：CSSL-DY相较CSSL-ZZ35更容易被AMF侵染，同时又更易富集根瘤菌，导致表型的差异正是ch8这一片段造成。

(3)经进一步鉴定，导致表型的差异的为ch8上的基因OsCERK1。在代换系中，利用分子标记选择了CSSL-het，遗传背景上，含有上述2.4Mb片段杂合，自交获得CSSL-het-F2群体，在CSSL-het-F₂或者是CSSL-het-F_2:3群体中利用分子标记筛选纯合的片段交换单株，将基因定位在分子标记IdZ8-68和IdZ8-80之间，物理距离约为78.3Kb。参照日本晴基因组该区段内存在10个开放阅读框，通过同源基因比较，发现与AMF共生相关的OsCERK1基因(ORF5)正好位于此区段内，其存在的SNP_s和相应的氨基酸变异见图3。

DY的OsCERK1^DY基因序列如SEQ ID NO.1所示，编码的OsCERK1蛋白序列如SEQ IDNO.4所示；

ZZ35的OsCERK1^ZZ35基因序列如SEQ ID NO.2所示，编码的OsCERK1蛋白序列如SEQID NO.5所示；

水稻品种中花11(ZH11)(在江西省农业科学院水稻研究所育种基地种植并收获)的OsCERK1^ZH11基因序列如SEQ ID NO.3所示，编码的OsCERK1蛋白序列如SEQ ID NO.6所示。

经序列比较，DY的OsCERK1蛋白(SEQ ID NO.4)相较于ZH11的OsCERK1蛋白(SEQ IDNO.6)具有突变：I118T、S121T和T284M。

实施例2

促进水稻与从枝菌根真菌共生的基因OsCERK1^DY的功能验证

(1)验证基因OsCERK1^DY功能

方法：将OsCERK1^DY和OsCERK1^ZH11，连接3*HA标签，在由CaMV 35S启动子驱动，在ZH11背景中过表达。检测不同转基因株系的根段侵染效率、根系侵染效率以及丛枝丰度指标等指标。

结果见图4。转OsCERK1^DY基因水稻植株(DYa2，DY14和DY13)的AMF侵染效率包括：根段侵染效率、根系侵染效率以及丛枝丰度指标均显著高于转OsCERK1^ZH11基因水稻植株(ZH11a-6-1，ZH11a-7-3和ZH11b-1-3)，EV和ZH11。说明OsCERK1^DY基因及其蛋白相比于OsCERK1^ZH11基因更能介导菌根信号，增强水稻与AMF建立共生关系。

(2)验证点突变对AMF对水稻的侵染效率的影响

方法：分别将OsCERK1^DY氨基酸序列第118、121和284位发生T118I，T121K和M284T等恢复突变，突变基因都连接有3*HA标签，由CaMV 35S启动子驱动，在ZH11背景中过表达；具有突变基因的转基因植株与空载体(EV)、OsCERK1^DY(DYa2)、OsCERK1^ZH11(ZH11a-1)和OsCERK1^ZZ35(ZZ35a-1，-2)的转基因植株一同与AMF共培养，共培养第28天，观察并统计水稻根与AMF的根段侵染效率(F％)。结果见图5。

图5结果显示，显示当T118I和T121K发生突变后，F％相比于DYa2转基因植株显著下降，证明这两个位点在水稻与AMF共生过程中起到关键的作用。同时也说明，携带T118I和T121K两个突变中的任意一个突变或同时两个突变都可以提高植物根系与AMF的侵染效率，提高二者的共生效应，而在这两个突变的技术上，第284位为T或M均不影响上述两个突变的增强效应。以上实验充分说明，在OsCERK1^ZH11蛋白序列(SEQ ID NO.6)上，作I118T突变，S121T突变，或者作I118T突变和S121T突变两个突变的组合，所得到的蛋白(第284位可以是T或M)都可以提高植物根系与AMF的侵染效率，增强二者的共生效应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

SEQUENCE LISTING

<110> 江西省农业科学院水稻研究所

<120> 促进植物根系与共生菌共生的蛋白、分离的核酸分子及其应用培育方法

<160> 6

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 1875

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

atggaagctt ccacctccct cctagtcctc gtcctcgccg ccgcggcgtt cgcggcgggg 60

acggtgacgg aggcggcggg ggacgggtgc agcgccgggt gcgacctcgc gctggcttcc 120

ttctacgtga cgccgaacca gaacgtcacc aacatggcgg atctcttcgg catcggcgcg 180

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ggagccacct acctcgccgg cgccttcccc ttccagatgt cccgcggcca gacctacacc 360

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gaagacccca agctgaggcc ttcaatgaga tccgtggtcg tcgcgctgat gacgctttca 1800

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<210> 2

<211> 1875

<212> DNA

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<400> 2

atggaagctt ccacctccct cctagtcctc gtcctcgccg ccgcggcgtt cgcggcgggg 60

acggtgacgg aggcggcggg ggacgggtgc agcgccgggt gcgacctcgc gctggcttcc 120

ttctacgtga cgccgaacca gaacgtcacc aacatggcgg atctcttcgg catcggcgcg 180

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ggttattgca tcgagagctc tttgttcctt gtctatgaat ttatcgagaa tggcaacttg 1200

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aaggttgacg tctacgcctt cggtgttgtc ctctacgaac ttatttcagc gaaagaagcc 1560

atagtcagat caaccgaatc ttcaagtgat tcaaaggggc tggtttatct gtttgaggag 1620

gccctcaact cgccggatcc caaggaaggc cttaggacgt tgattgatcc aaagctagga 1680

gaagattatc ctattgattc cattctcaag ctgacacaac tcgcaaaggt gtgcacacaa 1740

gaagacccca agctgaggcc ttcaatgaga tccgtggtcg tcgcgctgat gacgctttca 1800

tccacaagtg agttctggga catgaacaac ctgtatgaga accaaggttt ggtcaaccta 1860

atgtccggga gatag 1875

<210> 3

<211> 1875

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

atggaagctt ccacctccct cctagtcctc gtcctcgccg ccgcggcgtt cgcggcgggg 60

acggtgacgg aggcggcggg ggacgggtgc agcgccgggt gcgacctcgc gctggcttcc 120

ttctacgtga cgccgaacca gaacgtcacc aacatggcgg atctcttcgg catcggcgcg 180

gcgaactacc gcagcctcgc gccctacaac ccgaacatcc ccaacctcga cttcatcaac 240

gtcggcggcc gcgtcaacgt ctacttcacc tgcggctgcc gctcgctgcc gggctcgccg 300

ggagccacct acctcgccgg cgccttcccc ttccagatgt cccgcggcca gatctacacc 360

tccgtcgccg ccaactacaa caacctcacc accgccgagt ggctgcaggc caccaacagc 420

tacccggcca acaacatccc ggacaccgcc gtcatcaacg ccaccgtcaa ctgctcctgc 480

ggcgacgcca gcatctcgcc ggactacggg ctgttcctca cctacccgct ccgcgccgag 540

gatacgctcg cctccgtcgc ggcgacctac gggctctcgt cgcagctgga cgtggtcagg 600

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gatcccaatg gaagttacct acctctgaaa tcaccaggaa agggagcttc tgcaggagct 720

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gcactagatt cagcaagagg tcttgaatac attcatgaac atactgttcc agtatacata 1320

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gattttggtt taacaaagct tacagaagtt ggtggtacat caatgcccac aggcacacgt 1440

gttgttggta catttggtta catgcctcca gagtatgctc gatatggaga tgtttctcct 1500

aaggttgacg tctacgcctt tggtgttgtc ctctacgaac ttatttcagc gaaagaagcc 1560

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gccctcaact cgccggatcc caaggaaggc cttaggacgt tgattgatcc aaagctagga 1680

gaagattatc ctattgattc cattctcaag ctgacacaac tcgcaaaggt gtgcacacaa 1740

gaagacccca agctgaggcc ttcaatgaga tccgtggtcg tcgcgctgat gacgctttca 1800

tccacaagtg agttctggga catgaacaac ctgtatgaga accaaggttt ggtcaaccta 1860

atgtccggga gatag 1875

<210> 4

<211> 624

<212> PRT

<213> 人工序列

<400> 4

Met Glu Ala Ser Thr Ser Leu Leu Val Leu Val Leu Ala Ala Ala Ala

1 5 10 15

Phe Ala Ala Gly Thr Val Thr Glu Ala Ala Gly Asp Gly Cys Ser Ala

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Gly Cys Asp Leu Ala Leu Ala Ser Phe Tyr Val Thr Pro Asn Gln Asn

35 40 45

Val Thr Asn Met Ala Asp Leu Phe Gly Ile Gly Ala Ala Asn Tyr Arg

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Ser Leu Ala Pro Tyr Asn Pro Asn Ile Pro Asn Leu Asp Phe Ile Asn

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Val Gly Gly Arg Val Asn Val Tyr Phe Thr Cys Gly Cys Arg Ser Leu

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Gly Asp Ala Ser Ile Ser Pro Asp Tyr Gly Leu Phe Leu Thr Tyr Pro

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Ser Tyr Leu Pro Leu Lys Ser Pro Gly Lys Gly Ala Ser Ala Gly Ala

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Ile Ala Gly Gly Val Val Ala Gly Val Val Val Leu Ala Ala Ile Phe

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Leu Tyr Ile Ile Phe Tyr Arg Arg Arg Lys Ala Lys Gln Ala Thr Leu

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<210> 5

<211> 624

<212> PRT

<213> 人工序列

<400> 5

Met Glu Ala Ser Thr Ser Leu Leu Val Leu Val Leu Ala Ala Ala Ala

1 5 10 15

Phe Ala Ala Gly Thr Val Thr Glu Ala Ala Gly Asp Gly Cys Ser Ala

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610 615 620

<210> 6

<211> 624

<212> PRT

<213> 人工序列

<400> 6

Met Glu Ala Ser Thr Ser Leu Leu Val Leu Val Leu Ala Ala Ala Ala

1 5 10 15

Phe Ala Ala Gly Thr Val Thr Glu Ala Ala Gly Asp Gly Cys Ser Ala

20 25 30

Gly Cys Asp Leu Ala Leu Ala Ser Phe Tyr Val Thr Pro Asn Gln Asn

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610 615 620

Claims

1.一种促进植物根系与共生菌共生的蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列相较于SEQ ID NO.6的突变为如下突变中的至少一种：I118T和S121T。

2.一种促进植物根系与共生菌共生的蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸相较于SEQID NO.6的突变为T284M突变和如下突变中的至少一种：I118T和S121T。

3.据权利要求2所述的促进植物根系与共生菌共生的蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.4。

4.一种分离的核酸分子，其特征在于，其编码如权利要求1所述的蛋白或编码权利要求2或3所述的蛋白。

5.根据权利要求4所述的核酸分子，其特征在于，所述核酸分子的碱基序列如SEQ IDNO.1所示。

6.一种载体，其特征在于，所述载体含有权利要求4或5所述的核酸分子。

7.权利要求1所述的蛋白、权利要求2或3所述的蛋白、权利要求4或5所述的核酸分子或者权利要求6所述的载体在促进植物根系与共生菌共生中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述植物为禾谷类植物。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述禾谷类植物选自水稻、玉米、高粱和麦中的一种。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述麦为黑麦、燕麦、大麦或小麦。

11.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述共生菌选自菌根真菌和根瘤菌中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述菌根真菌选自丛枝菌根真菌、外生菌根真菌和内外菌根真菌中的至少一种。

13.一种易于与共生菌共生的植物品种的培育方法，其特征在于，其包括：使目标植物的体内表达如权利要求1所述的蛋白或者权利要求2或3所述的蛋白。

14.根据权利要求13所述的培育方法，其特征在于，利用基因编辑技术或转基因技术使所述目标植物的体内表达所述蛋白。

15.根据权利要求14所述的培育方法，其特征在于，利用转基因技术使所述目标植物的体内表达所述蛋白包括：将权利要求4或5所述的核酸分子导入愈伤组织，培养所述愈伤组织以使其分化发育成所述目标植物。

16.根据权利要求14或15所述的培育方法，其特征在于，所述目标植物为禾谷类植物。

17.根据权利要求16所述的培育方法，其特征在于，所述禾谷类植物选自水稻、玉米、高粱和麦中的至少一种。

18.根据权利要求17所述的培育方法，其特征在于，所述麦为黑麦、燕麦、大麦或小麦。

19.根据权利要求15所述的培育方法，其特征在于，所述共生菌选自菌根真菌和根瘤菌中的至少一种。

20.根据权利要求19所述的培育方法，其特征在于，所述菌根真菌选自丛枝菌根真菌、外生菌根真菌和内外菌根真菌中的至少一种。