[發明專利]一種鉀離子通道蛋白KC1-D及其編碼基因和應用

有效

• 申請號: 201610056825.4
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105524157B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王毅;武維華;王雪萍;陳麗梅
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;何葉喧

本發明公開了一種鉀離子通道蛋白KC1?D及其編碼基因和應用。本發明提供的蛋白質，命名為KC1?D蛋白，是由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質。編碼所述KC1?D蛋白的基因(KC1?D基因)也屬于本發明的保護范圍。本發明還保護一種培育轉基因植物的方法，是將所述KC1?D基因導入目的植物中，得到轉基因植物；所述轉基因植物滿足如下(d1)至(d3)中的至少一種表型：(d1)鉀離子吸收能力高于所述目的植物；(d2)鉀離子吸收速率高于所述目的植物；(d3)對低鉀環境的耐逆性高于所述目的植物。本發明在作物分子改良中具有較大應用價值，對于培育耐受低鉀脅迫的作物具有重要的理論意義和實踐意義。

技術領域

本發明涉及一種鉀離子通道蛋白KC1-D及其編碼基因和應用。

背景技術

鉀是植物細胞中最豐富的陽離子之一，也是植物生長所必需的三大營養元素之一。鉀在植物活細胞的諸多方面，如滲透勢調節、電荷平衡、糖類轉運、蛋白質合成以及細胞中多種酶活力的調控方面，都起到了不可替代的作用。鉀在植物生長發育中發揮著重要作用，它參與了植物的諸多生理、生化代謝過程，對植物的正常生長發育及產量獲得等具有重要影響。

我國作為農業大國，大部分耕地土壤呈現缺鉀態勢。然而我國鉀礦儲量低，鉀肥嚴重匱乏，大約一半以上依賴進口。因而鉀肥資源的匱乏已成為限制我國農業生產發展的重要因素之一。盡管提高鉀肥施用量可以大幅度地提高作物產量，但大量進口鉀肥無論從經濟上還是從長遠的戰略意義上考慮，都有一定的局限性。因此，了解和認識植物對低鉀脅迫的反應機制，挖掘能夠提高農作物耐低鉀能力的關鍵基因或優良等位變異，已成為提高農作物鉀營養利用效率和糧食產量的重要研究工作。

針對我國土壤缺鉀且鉀肥資源極其匱乏這一問題，克隆植物耐低鉀基因并對其功能進行研究，進而通過基因工程、同源基因等位變異、作物分子改良等方法獲得鉀營養高效的品種，對于培育耐低鉀植物/作物品種有重要的實踐意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉀離子通道蛋白KC1-D及其編碼基因和應用。

本發明提供的蛋白質，獲自擬南芥，命名為KC1-D蛋白，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(b)將序列1的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物對低鉀環境的耐逆性相關的由序列1衍生的蛋白質。

為了使(a)中的KC1-D蛋白便于純化和檢測，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標簽。

表1標簽的序列

上述(b)中的KC1-D蛋白可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。上述(b)中的KC1-D蛋白的編碼基因可通過將序列表中序列2所示的DNA序列中缺失一個或幾個氨基酸殘基的密碼子，和/或進行一個或幾個堿基對的錯義突變，和/或在其5′端和/或3′端連上表1所示的標簽的編碼序列得到。

編碼所述KC1-D蛋白的基因(KC1-D基因)也屬于本發明的保護范圍。

所述基因具體可為如下1)或2)或3)的DNA分子：

1)編碼區如序列表中序列2所示的DNA分子；

2)在嚴格條件下與1)限定的DNA序列雜交且編碼與植物對低鉀環境的耐逆性相關蛋白的DNA分子；

3)與1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且編碼與植物對低鉀環境的耐逆性相關蛋白的DNA分子。