[發明專利]枸杞植物絡合素合成酶及編碼基因與應用

在審

• 申請號: 201610223742.X
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105754965A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 季靜;馬志剛;王罡
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明涉及一種枸杞(LyCiumChinenseMiller)中植物絡合素合成酶及其編碼基因與應用。

背景技術

在多種污染或鹽堿環境中，含有多種過量的植物生長必須的和非必須的金屬離子。在這些脅迫因子作用下，細胞產生氧化脅迫，產生過量的活性氧，導致細胞膜脂，核酸等損傷。植物體內具有某些調節機制來應對這些逆境，例如產生大量的還原性物質(如谷胱甘肽)、有機酸(如蘋果酸)、抗氧化酶。植物通過調節還原狀態的谷胱甘肽(GSH，Glutathione)的比例和含量，或者提高抗氧化酶的合成或活性例如調節植物絡合素合成酶(PCS，phytochelatinsynthetase)的表達而增加的植物絡合素(PC_n)比例或者含量。

GSH是谷氨酸(Glu)，半胱氨酸(Cys)，甘氨酸(Gly)組成的三肽,它分為氧化型(GSSG)和還原型(GSH)。通常所說的谷胱甘肽是還原型的，它是動植物體內非常重要的抗氧化物質。在重金屬、鹽等刺激下，PCS在不依賴ATP條件下，可以催化一個GSH分子的N-末端與另一GSH分子的γ-Glu-Cys部分的C-末端發生α-酰氨鍵連接而形成(γ-GluCys)2-Gly,同時生成一個Gly分子。依次可以催化連接其他GSH形成PC_n+1和Gly。PC_n+1為植物絡合素，它可以結合多種重金屬離子(例如Cd²⁺)，結合產物反饋抑制PCS的活性。

現在通過育種技術可以獲得植物的抗倒伏，抗病，抗蟲等性狀，但是植物對抗多種逆境中的氧化脅迫能力的性狀方面還有待提高。

常用于篩選和培育作物新品種的方法有：常規雜交育種技術，誘變技術，分子標記技術，這些育種技術分別存在育種時間長、需要豐富的育種經驗，篩選工作量大、具有輻射危害，需構建文庫，技術要求高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種枸杞植物絡合素合成酶。

本發明的第二個目的是提供枸杞植物絡合素合成酶編碼基因。

本發明的第三個目的是提供含有枸杞植物絡合素合成酶編碼基因的重組載體、表達載體和重組菌。

本發明的第四個目的是提供枸杞植物絡合素合成酶編碼基因在制備轉基因植物的應用。

本發明的技術方案概述如下：

一種枸杞植物絡合素合成酶，是SEQIDNO.1所示的氨基酸序列。

枸杞植物絡合素合成酶編碼基因，是SEQIDNO.2所示的脫氧核苷酸序列。

含有枸杞植物絡合素合成酶編碼基因的重組載體、表達載體和重組菌。

枸杞植物絡合素合成酶編碼基因在制備轉基因植物的應用，是將枸杞植物絡合素合成酶編碼基因導入目的植物中，得到耐高NaCl逆境脅迫的和耐受鎘離子的轉基因植物。

所述目的植物優選玉米、大豆、水稻、花生、向日葵、馬鈴薯、大麥、小麥、棉花、月季、洋桔梗、百合、安祖花、蝴蝶蘭、大葉黃楊，胡楊或香花槐。

本發明的優點：本發明的枸杞植物絡合素合成酶編碼基因導入目的植物中，得到耐受鎘離子能力高和耐鹽能力高的轉基因植物。

附圖說明

圖1.P1、P2引物以枸杞cDNA擴增LcPCS的PCR產物電泳圖。

圖2.pMD18T-LcPCS轉化大腸桿菌PCR驗證圖。

圖3.pMD18-T-LcPCS載體示意圖。

圖4.pET-28a-LcPCS載體轉化的大腸桿菌和pET-28a-LcPCS質粒的PCR產物電泳圖。

圖5pET28a-LcPCS在大腸桿菌BL21中表達蛋白的電泳圖。

圖6.pCAMBIA2300-LcPCS載體酶切驗證電泳圖。

圖7.pCAMBIA2300-LcPCS載體示意圖。

圖8.轉LcPCS基因煙草基因組和pCAMBIA2300-LcPCS質粒PCR產物電泳圖。

圖9.轉LcPCS基因玉米、大豆、水稻、花生、向日葵、馬鈴薯、棉花、大麥，小麥基因組PCR產物電泳圖。

圖10.轉LcPCS基因月季、洋桔梗、百合、安祖花、蝴蝶蘭基因組和pCAMBIA2300-LcPCS質粒PCR產物電泳圖。

圖11.轉LcPCS基因大葉黃楊、胡楊、香花槐基因組和pCAMBIA2300-LcPCS質粒PCR產物電泳圖。

具體實施方式