[發(fā)明專利]甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ShSUT2類基因與應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410018022.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN103725694A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙婷婷;馮翠蓮;王俊剛;張樹珍;楊本鵬;王文治;曾軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415;C12N15/70;C12N1/21;C12N15/81;C12N1/19;C12N15/11;A01H5/00;C12R1/865
• 代理公司: ?？谙柘鑼＠聞?wù)有限公司 46001
• 代理人: 劉清蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因與應(yīng)用，特別是甘蔗ShSUT2類蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

甘蔗是一種重要的糖料和能源作物。甘蔗產(chǎn)蔗糖達(dá)到世界范圍內(nèi)的70%，占我國食糖產(chǎn)量的92%；甘蔗還用于生產(chǎn)生物燃料酒精和發(fā)電等。目前提高甘蔗產(chǎn)量的途徑，一方面是通過擴(kuò)大種植面積，一方面是通過選育和推廣優(yōu)良甘蔗高糖高產(chǎn)新品種或高纖維能源甘蔗新品種。常規(guī)育種仍然是培育甘蔗優(yōu)良品種的主要手段。然而受到甘蔗種質(zhì)資源遺傳背景狹窄、花期不同、育種目標(biāo)相關(guān)性狀遺傳規(guī)律，生理指標(biāo)研究不夠深入等因素限制了甘蔗常規(guī)育種的發(fā)展，在我國仍缺乏即高糖又高產(chǎn)及能源型甘蔗新品種。甘蔗分子育種多集中于抗病、抗逆品種等方面的研究，仍未有高糖高產(chǎn)品種的報(bào)道。高糖品種選育仍是甘蔗育種的重要目標(biāo)。

通過常規(guī)育種進(jìn)行的高糖品種選育受到了限制，國內(nèi)外科學(xué)家也已經(jīng)致力于提高甘蔗糖分的分子育種研究，如對(duì)甘蔗內(nèi)源蔗糖和葡萄糖代謝關(guān)鍵酶（液泡酸性轉(zhuǎn)化酶、中性轉(zhuǎn)化酶、蔗糖磷酸合成酶、醛縮酶、UDP葡萄糖水解酶）基因進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)基因甘蔗植株總蔗糖含量沒有提高；另外將外源蔗糖異構(gòu)酶基因、洋薊果糖基轉(zhuǎn)移酶基因等導(dǎo)入甘蔗中，蔗糖含量下降，酶合成糖類物質(zhì)含量上升，總糖含量并未提高。甘蔗體內(nèi)蔗糖積累是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，受多種因素影響，如內(nèi)在因素（光合作用效率、蔗糖代謝關(guān)鍵酶活性、光合同化物的輸出能力、激素等）和外在因素（溫度、水分、營養(yǎng)、病蟲害、倒伏等），對(duì)于甘蔗體內(nèi)單一基因的改造并沒有從根本上提高甘蔗的糖含量，急需進(jìn)一步深入研究甘蔗蔗糖含量和產(chǎn)量性狀的分子遺傳機(jī)制，發(fā)現(xiàn)蔗糖積累調(diào)控的關(guān)鍵控制點(diǎn)，才能使甘蔗的遺傳改良發(fā)生質(zhì)的變化。

目前關(guān)于甘蔗蔗糖積累的分子遺傳機(jī)制仍不清楚，報(bào)道的功能明確的內(nèi)源調(diào)控基因較少?；诟咛呛湍茉锤收嵊N的研究現(xiàn)狀和重要性，有必要發(fā)掘甘蔗中的蔗糖積累調(diào)控關(guān)鍵基因。蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族基因是目前研究植物碳水化合物運(yùn)輸和分配分子調(diào)節(jié)機(jī)制的熱點(diǎn)基因，該類基因在蔗糖的輸出、長距離運(yùn)輸以及碳水化合物的分配方面起重要調(diào)節(jié)作用，并調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育、品質(zhì)形成和對(duì)逆境的適應(yīng)性等。因此，分離與鑒定甘蔗中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，有利于闡明甘蔗蔗糖積累機(jī)制，并通過基因工程手段應(yīng)用于高糖和能源型甘蔗的定向分子育種。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了植物蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及其編碼基因和應(yīng)用。

本發(fā)明提供的蛋白（ShSUT2)，是一種蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，來源于甘蔗（Saccharum?officinarum?L.),是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列2和4所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；

(b)將序列2和4的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且參與蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)的由序列2和4衍生的蛋白質(zhì)。

序列表中序列2由598個(gè)氨基酸殘基組成，而序列表中序列4由592個(gè)氨基酸殘基組成，都具有GPH-Sucrose?super?family的保守結(jié)構(gòu)域和MelB?domain序列。

為了便于ShSUT2的純化，可在由序列2和4的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)的氨基端或羧基端連接上如表1所示的標(biāo)簽。

表1標(biāo)簽的序列