[發明專利]一種提高植物耐鎘的基因及其應用有效

申請號：	201210286601.4	申請日：	2012-08-13
公開（公告）號：	CN102775484A	公開（公告）日：	2012-11-14
發明（設計）人：	曹樹青;王敏;柏曉婭;孫澤華;陽立波	申請（專利權）人：	合肥工業大學
主分類號：	C07K14/415	分類號：	C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;A01H5/00
代理公司：	安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101	代理人：	何梅生;王偉
地址：	230009 ***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種提高植物基因及其應用
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【說明書】：

一、技術領域

本發明涉及生物工程領域，具體地說是一種提高植物耐鎘相關蛋白及其編碼基因與應用，特別涉及利用該基因增加植物對鎘毒害耐受的方法。?

二、背景技術

近些年來，由于工業化的空前擴張，大量的礦物能源和資源被被開發，使得這些原本固定在巖石中的重金屬得以大量釋放到生命活動可以觸及的空間。這些重金屬造成的污染不僅會對土壤、水源造成嚴重危害；一旦進入生物體，更會極大損壞機體的正常功能。重金屬造成的水源和土壤污染已對全球的生態環境、食品安全、人類身體健康和農業可持續發展構成嚴重威脅。因此，重金屬污染一直是人類最關心的問題之一，而重金屬對于生物體的毒害也一直是科學研究的熱點。?

鎘（Cd）是一種最具毒性的重金屬元素之一，具有很強的生物遷移性，極易被植物吸收并積累。土壤中Cd超過一定濃度時，就會影響植物的生理生化過程和生長發育，如對葉綠素有破壞作用，促進抗壞血酸分解，并能抑制植物各種功能酶活性，從而影響作物產量和品質；更為嚴重的是，Cd²⁺被作物富集吸收進入食物鏈，進而引起骨質疏松、貧血、高血壓抑及腎損傷等疾病。所以，培育在污染土壤上生長的耐鎘作物新品種成為人們關注的重點。?

擬南芥作為一種模式植物，廣泛用于植物遺傳學、發育生物學和分子生物學等研究領域。擬南芥的大多數基因在其它植物中都能找到，有關擬南芥的任何發現都能應用于其它植物研究。因此，對擬南芥抗重金屬毒害分子生物學機制的研究對特定區域提高作物的產量和增加食品安全性具有重要的理論與經濟意義。擬南芥基因組已完全測序，根據擬南芥測序數據庫（www.arabidopsis.org）尋找和發現新的具有自主知識產權的功能基因是國際植物學研究領域的熱點之一，也是不同國家之間科技競爭的焦點。擬南芥共有約1.3億個堿基對，2.9萬個基因，其中大部分基因的功能還不清楚，而利用T-DNA插入技術研究基因功能已成為一種有效的方法。?

面對日益嚴重的重金屬污染尤其是土壤污染問題，尋找耐受重金屬的植物修復基因并闡明其功能具有重要的理論及實踐意義。?

發明內容

本發明的目的是提供一種具有耐鎘及增加植物鎘吸收的植物耐鎘蛋白及其編碼基因，通過該基因的過量表達可明顯增強轉基因植物對鎘的耐受性。?

本發明所提供的植物耐鎘及增加植物鎘吸收相關蛋白的編碼基因，命名為XCD1（AT3G10890），來源于哥倫比亞野生型的擬南芥，其蛋白是具有下述氨基酸殘基序列之一的蛋白質：?

（1）序列表中的SEQ?ID?No：2；?

（2）將序列表中SEQ?ID?No：2的氨基酸殘基序列經取代和/或缺失和/或添加一個或幾個氨基酸殘基后衍生的與SEQ?ID?No：2限定的蛋白質具有相同活性的序列。?

所述一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加是指不超過10個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。?

XCD1的編碼基因也屬于本發明的保護范圍。?

XCD1基因，選自下述核甘酸序列之一；?

（1）序列表中SEQ?ID?No：1的DNA序列；?

（2）編碼序列表中SEQ?ID?No：2蛋白質序列的多核苷酸；?

（3）在嚴謹條件下可與序列表中SEQ?ID?No：1限定的DNA序列雜交的核甘酸序列；?