[發(fā)明專利]具有耐鹽功能的基因、其編碼蛋白及應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210003574.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN102586281A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋任濤;李松;孫文杰;王任;劉翔;李平;許政暟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/31
• 分類號(hào): C12N15/31;C12N15/63;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N5/10;C07K14/405;A01H5/00
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有耐鹽功能的基因、其編碼蛋白及其應(yīng)用。特別涉及一種鹽藻（Dunaliella?viridis）硫氧還蛋白（thioredoxin）基因DvTRX的核苷酸序列，及其編碼蛋白及其在提高生物耐鹽能力和在改良農(nóng)作物性狀中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

世界人口日益增長(zhǎng)，耕地面積日趨減少，提高農(nóng)作物產(chǎn)量成為了解決這對(duì)矛盾的重要途徑。然而，土壤鹽漬化、干旱、極端溫度和營(yíng)養(yǎng)貧瘠等各種環(huán)境脅迫嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育并降低其產(chǎn)量。植物遭受逆境脅迫時(shí)，在初期階段會(huì)造成植物體離子失衡和滲透紊亂；脅迫的延續(xù)或加重還常常會(huì)伴隨活性氧的產(chǎn)生和氧化脅迫的發(fā)生。鹽堿化是影響植物生長(zhǎng)的最重要的環(huán)境壓力之一，它嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和生產(chǎn)力。世界20%的可耕土地嚴(yán)重的鹽漬化，嚴(yán)重影響了糧食的產(chǎn)量。大量實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)基因植物中活性氧清除因子的過量表達(dá)，或具有更高活性氧清除功能的突變體對(duì)環(huán)境脅迫，具有更強(qiáng)的耐受性。研究生物的抗鹽機(jī)制，利用分子生物學(xué)技術(shù)來獲得抗性基因，揭示植物與逆境之間的關(guān)系，輔助作物育種，已經(jīng)成為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量的有效途徑之一。

杜氏藻屬(Dunaliella)是自然界中廣泛存在的真核單細(xì)胞綠藻，廣泛分布于鹽湖、海洋、鹽土等高鹽度的環(huán)境中，尤其在高鹽水域中是主要種群，很容易從自然環(huán)境中分離得到。鹽藻（Dunaliella?viridis）是杜氏藻屬中具有代表性的一個(gè)種。該種又稱杜氏鹽藻、綠色杜氏藻、鹽生綠色杜氏藻等。對(duì)環(huán)境具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，是已知最耐鹽的真核生物：能耐受高鹽、重金屬、強(qiáng)烈紫外線輻射等環(huán)境脅迫。因此，鹽藻成為了一個(gè)重要的耐逆基因資源寶庫。

硫氧還蛋白(?Thioredoxin?,?Trx)?是一類廣泛存在于生物體內(nèi)的多功能酸性蛋白。硫氧還蛋TRX家族是一類小分子量(?約12?kD)?的蛋白質(zhì)，普遍存在于從原核生物到高等真核生物的幾乎所有生物個(gè)體中。硫氧還蛋白具有多種生物學(xué)功能，對(duì)維持生物體內(nèi)穩(wěn)定的氧化還原狀態(tài)具有重要的作用。其功能絕大多數(shù)是依賴于硫氧還蛋白還原靶蛋白中的二硫鍵。所有硫氧還蛋白均有一個(gè)保守的氧化還原活性位點(diǎn)氨基酸基序,?Cys-Gly-Pro-Cys(CGPC)?,活性中心有兩個(gè)具有氧還活性的半胱氨酸殘基，2?個(gè)Cys?殘基可通過轉(zhuǎn)移2?個(gè)電子和2?個(gè)質(zhì)子可逆地形成二硫化物，為一系列生理反應(yīng)提供氧化還原對(duì)。除了還原靶蛋白的二硫鍵之外，它還作為H+?供體參與對(duì)酶的調(diào)節(jié)，對(duì)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行調(diào)控及在氧化逆境中發(fā)揮作用。

Trx?具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、抑制凋亡、調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄等功能。Trx?還與植物耐逆性相關(guān)，如參與植物抗旱、耐熱和抗氧化脅迫過程，調(diào)節(jié)抗逆基因的表達(dá)等。目前，還沒有文獻(xiàn)報(bào)到硫氧還蛋白具有耐鹽的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有耐鹽功能的基因，該基因是從鹽藻（Dunaliella?viridis）中分離出來的硫氧還蛋白（thioredoxin）基因，稱為DvTRX。

本發(fā)明的目的之二在于提供該基因的編碼蛋白。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種載體，該載體含有本發(fā)明的基因。

本發(fā)明的目的之四在于提供一種含有本發(fā)明基因的宿主細(xì)胞。

本發(fā)明目的之五是提供利用基因提高生物耐鹽性方面的應(yīng)用，其特征在于含有DvTRX基因的鹽敏感酵母細(xì)胞可以獲得一定的耐鹽能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種具有耐鹽功能的基因，其特征在于該基因?yàn)镾EQ?ID?NO：1所示的DNA序列。

上述的基因的編碼蛋白，其特征在于該蛋白是SEQ?ID?NO?2?所示的氨基酸序列。

一種重組表達(dá)載體，該重組載體含有上述的基因。

一種宿主細(xì)胞，該宿主細(xì)胞含有上述的重組表達(dá)載體。

一種上述的具有耐鹽功能的基因在提高生物體耐鹽能力中的應(yīng)用。

一種上述的具有耐鹽功能的基因在改良農(nóng)作物性狀中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過逆境脅迫的方法，從鹽藻中克隆到了一個(gè)硫氧還蛋白基因，并通過實(shí)驗(yàn)證明了它還具有耐鹽的功能。隆分析鹽藻中TRX基因有助于深入理解鹽藻抗鹽機(jī)制，同時(shí)也會(huì)為生物耐鹽基因工程和分子育種提供了基因資源。本發(fā)明首次從鹽藻（Dunaliella?viridis）中分離到硫氧還蛋白（thioredoxin）基因DvTRX，并通過轉(zhuǎn)化酵母細(xì)胞證明該基因還具有耐鹽功能和改良農(nóng)作物性狀的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明