[發明專利]一種香根草水孔蛋白基因VzPIP2-1 及其植物表達載體和應用

無效

• 申請號: 201310395257.7
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103436539A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 於丙軍;胡淑寶;周強
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;傅婷婷

技術領域

本發明屬于基因工程領域，涉及一種香根草水孔蛋白基因VzPIP2-1及其植物表達載體和應用。

背景技術

香根草(Vetiveria?zizanioides?L.)是禾本科香根草屬多年生C₄類草本植物，原產于印度等熱帶地區，一般只開花，不結果實和種子，以分蘗方式繁殖，不會自然擴散為雜草，株高1.5～2.0m，根系發達，深2.0～3.0m。它具有綜合抗性強、生物產量高、栽培技術簡單、用途廣泛等優點，植株地上部主要成分纖維素、半纖維素水解后的葡萄糖、木糖含量與已報道的能源植物柳枝稷接近，近年來被廣泛應用于農業水土保持、工程邊坡固定、礦山生態恢復和土地復墾、凈化水體、污染物清除等環保領域。香根草還具有提取香根油，作為飼用、編織、食藥用菌栽培和造紙原料等經濟用途（徐禮煜等，2003；徐禮煜和夏漢平，2008;毛萍等，2011）。

植物的水孔蛋白（Aquaporins,AQPs）是一類位于細胞質膜和內膜上的通道蛋白，主要介導水和部分中性小分子溶質（如尿素、甘油、硼酸和硅酸）及氣體（如氨、CO₂）的跨膜轉運,不難看出它與植物體內的水分代謝關系至關密切（Maurel等，2008）。AQPs是一個大家族，一般由250-300個氨基酸殘基組成，其分子量在26-34KDa之間，從微生物到高等動物和植物的水孔蛋白的一級結構是高度保守的（Zhao等，2008）。根據其多肽序列的長度和分布情況，植物水孔蛋白可以分為四類：質膜內在蛋白（PIPs）、液泡膜內在蛋白（TIPs）、與大豆NOD26同源的內在蛋白（NIPs）和小堿性內在蛋白（SIPs），其中PIPs主要分布在質膜上，也是數量最大的一類。PIPs又被分為PIP1和PIP2兩個亞類（Kaldenhoff和Fischer，2006；Zhao等，2008）。

眾所周知，蒸騰作用（蒸騰拉力）是植物進行水分吸收和運輸的主要動力，特別是在照光條件下，植物的吸水（或運轉）速率與蒸騰速率一般呈正相關的關系。植物進行蒸騰作用會導致體內水分散失，蒸騰速率越大，水分散失越多，甚至會破壞植物體內的水分平衡，引起水分虧缺和植株傷害。因此，植物的蒸騰速率須與其吸水速率(或含水量)相呼應，才能發揮蒸騰作用在植物生長和發育過程中許多積極的生理作用（比如促進植物礦質營養吸收、降低葉片溫度和有利于CO₂同化等）。目前對香根草的科學研究，主要集中在重金屬土壤植物修復(Chen?et?al.,2004)、水土保持和工程邊坡固定(Are?et?al.,2011)等生態環保應用方面，有關香根草的基因組學、基因克隆及功能等研究尚未見報道。所以，克隆香根草PIPs基因，通過構建植物表達載體和轉植物基因操作，分析其在植物體內水分吸收和運轉過程中的調控作用及其與植株蒸騰速率間的關系，對于深入揭示香根草PIPs基因在植物水分關系中的分子和生理功能，都具有重要的理論和實踐意義。經檢索目前未見這方面的報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種香根草水孔蛋白基因VzPIP2-1。

本發明的另一目的是提供含有該基因的植物表達載體。

本發明的又一目的是提供該基因的應用。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

香根草質膜水孔蛋白VzPIP2-1基因，其CDS序列如SEQ?ID?NO.1所示。

所述的VzPIP2-1基因編碼的蛋白，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。

含有所述的VzPIP2-1基因的植物表達載體。

所述的植物表達載體，優選將所述的VzPIP2-1基因插入到pCambia1300-GFP載體KpnI、SpeI酶切位點間所得。

所述的VzPIP2‐1基因在構建高吸水能力和/或水運轉能力的轉基因植物中的應用。

所述的含VzPIP2‐1基因的植物表達載體在構建或創制高吸水能力和/或水運轉能力的轉基因植物中的應用。

有益效果：