[發明專利]一種C2H2型轉錄因子基因及其應用

有效

• 申請號: 201711221070.X
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108165559B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 年洪娟;李定華;文增葉;劉帥;代夢瑤
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C12N15/31
• 分類號: C12N15/31;C12N1/19;C12R1/645
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本發明公開了一種C2H2型轉錄因子基因asr1，其是在土生隱球酵母BSLL1?1菌株中克隆的，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，編碼如SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的蛋白質；本發明將帶有潮霉素基因阻斷的asr1重組片段導入土生隱球酵母中，土生隱球酵母asr1基因突變，突變菌株對多種離子脅迫的抗性增加，該突變菌株具有降低土壤中多種離子的應用潛力。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體地，涉及土生隱球酵母編碼C2H2型轉錄因子基因的核苷酸序列和氨基酸序列，涉及含有該基因的同源重組質粒和含有該同源重組片段的突變菌株，它們的制備方法，以及它們在抵抗環境中離子脅迫中的應用。

背景技術

逆境下植物細胞內常常靠積累無機離子來降低細胞內的滲透勢，而根據植物種類的不同，植物體內積累和吸收的離子種類也不同，主要有K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等。而離子過多則會產生脅迫，離子脅迫會使植物產生營養虧損、呼吸受阻、滲透脅迫、生長減慢等問題。離子脅迫對植物整體發育的影響表現為縮短植物的生長周期，縮短植物的開花期，抑制植物器官和組織的生長，加速其發育進程。用NaCl處理過的植物幼苗，植物的干重、濕重，植株株高都會降低。鹽脅迫對植物生理生化方面的影響主要體現在細胞脫水、膜結構和功能發生紊亂，細胞膜通透性發生改變。植物細胞質膜能維持其完整性和選擇透過性，取決于細胞內外的一價離子(Na⁺，K⁺)和二價離子(Ca²⁺)之間的平衡，如果一方過量，會打破這個平衡，從而使細胞膜通透性發生改變。過量的Na⁺、Cl^-和Ca²⁺滲入植物細胞內會導致植物細胞葉綠體受損，細胞光合強度降低。它在影響植物光合作用的同時也會影響其呼吸作用，在鹽脅迫下，植物的呼吸作用先會增強，而后隨著植物的生長而減弱。離子過多還會降低植物的物質代謝能力，造成一系列不良反應。

土壤微生物是土壤生態體系的重要組成部分，在植物和土壤的相互作用過程中扮演著重要的角色。土壤微生物參與土壤養分轉化、物質代謝、有機物分解、礦化以及污染物降解等多種生化反應。特別是，土壤微生物在土壤中污染物或者是重金屬清除中發揮了重要作用，也即微生物修復技術。微生物修復技術是利用微生物（土著菌、外來菌、基因工程菌）對污染物的代謝作用而轉化、降解污染物。微生物修復技術已成功應用于煤氣廠址PAHs污染修復，石油烴污染土壤修復，農藥污染土壤修復等。此外，重金屬污染土壤的微生物修復主要是利用土壤中天然的微生物資源，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬毒性，從而使污染物的濃度降低到可以接受的水平，或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質，也包括將其穩定化以減少其向周邊環境擴散。在重金屬污染土壤的生態修復中微生物主要通過以下幾種方式起作用：（1）通過微生物的吸附、代謝達到對重金屬消減、凈化作用和固定作用；（2）通過微生物改變重金屬的化學形態，使重金屬固定或生物可利用性降低，減少重金屬的危害；（3）土壤微生物通過氧化還原作用改變根際重金屬形態或產生的有機酸可增加金屬的溶解性，提高重金屬的有效性，以利于植物吸收；（4）通過促進植物生長，提高植物抗病性、抗逆能力等方式間接影響修復效率。微生物抵抗金屬離子毒性的一個重要手段是通過細胞壁與細胞膜的膜表面富集作用。當環境中含金屬離子濃度較高時，微生物會先攝取一定量的金屬離子，刺激其體內的抗性機制表達，促進胞內過多的金屬離子外排，或者使外界金屬離子進入不了細胞內，以此來降低環境中金屬離子對菌體產生的毒性。