[發明專利]水稻自噬相關蛋白OsATG8b及其基因的新應用

在審

• 申請號: 201610066712.2
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105624186A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 張美;莫輝;李靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院華南植物園
• 主分類號: C12N15/81
• 分類號: C12N15/81;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 廣州市越秀區廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 謝偉

技術領域

本發明屬于生物基因工程領域，具體涉及水稻自噬相關蛋白OsATG8b(Oryzasativa Autophagy-relatedGene8b)及其編碼基因和在調控釀酒酵母對鎘耐受和積累方面的應用。

背景技術

自噬是一種真核細胞中保守的代謝途徑，在真核生物中廣泛存在，主要介導細胞內物質 分解和養分循環利用。在植物中，已有研究表明，自噬途徑參與應答植物生長、發育和逆境 響應等多個生理過程。自噬相關蛋白ATG8是參與自噬小體形成的關鍵因子之一。ATG8是一 種泛素類似蛋白，其序列的典型特征是在氨基端含有2個α螺旋，而在其羧基端則形成一個類 似泛素的核心。ATG8經一個類泛素結合系統與脂類物質磷脂酰乙醇胺(PE)相連形成 ATG8-PE。ATG8-PE定位于自噬膜上，有助于形成自噬小體。自噬小體可將細胞內毒性蛋白， 失活蛋白或損傷細胞器包裹起來，經自噬降解后，其中對細胞有益的成分可進入再循環利用。 自噬途徑一方面幫助細胞清除細胞內的廢棄物，另一方面又將廢棄物進行分解，重新利用其 中的營養元素，類似于一個細胞內的垃圾回收處理系統。目前為止，在植物中，有關細胞自 噬的分子機理和生理功能研究仍然僅限于擬南芥等模式物種上，在重要農作物中的報道較少。

已有的研究表明，水稻中至少存在33個自噬相關蛋白，參與應答水稻在激素處理、氮饑 餓與逆境下的表達反應。該基因編碼一個水稻自噬相關蛋白基因，該基因在水稻基因組數據 庫(MSURiceGenomeAnnotationProjectDatabaseandResource, http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml)中的編號為LOC_Os04g53240，命名為OsATG8b (OryzasativaAutophagy-relatedGene8b)。該基因編碼一個包含360個核苷酸的開放閱讀框，其 序列如SEQIDNO.1所示。其編碼蛋白具有119個氨基酸殘基，其序列如SEQIDNO.2所示。

重金屬鎘是一種毒性元素，極易在水稻體內富集，并通過食物鏈進入人體，危害人體健 康。我國水稻栽培區耕地土壤鎘污染極其嚴重，因此，通過克隆水稻鎘耐受及解毒相關基因， 并研究該基因對稻米鎘積累的影響，具有重要的意義。

目前，還沒有文獻報道水稻自噬相關蛋白OsATG8b基因是否能影響重金屬(特別是鎘) 在水稻中的的耐受或者積累。

在本發明中，主要公開了其中的一個水稻自噬相關蛋白，OsATG8b，在參與水稻應答重 金屬鎘脅迫方面的應用，以及該蛋白在調控工程菌釀酒酵母對鎘的耐受和積累方面的應用。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種水稻自噬相關蛋白OsATG8b及其編碼基因OsATG8b的 新應用。

本發明的水稻自噬相關蛋白OsATG8b，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示，其編碼基因 OsATG8b的的cDNA核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。應當理解，考慮到密碼子的簡并性， 在不改變氨基酸序列的前提下，對上述編碼基因的核苷酸序列進行修改，也屬于本發明的保 護范圍內。

氨基酸序列如SEQIDNO.2所示的水稻自噬相關蛋白OsATG8b和/或OsATG8b基因在提 高轉基因植物對重金屬的耐受中的應用，所述重金屬為Cd、Cu、Zn，所述OsATG8b基因為 如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列，或為與SEQIDNO.1互補配對的核苷酸序列，或為編碼 氨基酸序列如SEQIDNO.2所示的水稻自噬相關蛋白的核苷酸序列。