[發明專利]鹽角草SeDUR3蛋白及其編碼基因與應用

在審

• 申請號: 201810538323.4
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN110551189A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 李銀心;聶玲玲;苗芳芳;馮娟娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關暢;秦夢楠

本發明公開了一種鹽角草SeDUR3蛋白及其編碼基因與應用。本發明首次對鹽角草的尿素吸收利用特性及NaCl在該過程中的作用進行了研究，并從鹽角草中克隆到了編碼尿素高親和轉運蛋白的SeDUR3基因，進一步對其表達模式和亞細胞定位及生物學功能進行了研究，研究結果可以對培育適應鹽漬環境的氮高效作物提供理論依據和基因資源。

技術領域

本發明涉及一種鹽角草SeDUR3蛋白及其編碼基因與應用。

背景技術

氮素是植物生長發育必需的大量元素之一，也是作物高產優質的制約因素之一。農業生產中廣泛施用不同形式的氮肥以保證作物產量。尿素是含氮量較高的中性速效肥料，化學性質相對穩定，對土壤破壞力小，且生產成本低，是目前農業生產中施用氮肥的主要形式。然而植物對氮素的吸收利用能力有限，過量施用氮肥不僅大大增加了農業成本，還造成了土壤酸化、地下水污染等環境問題。因此，深入研究植物對氮素尤其是尿素的吸收利用機制，對于培育氮高效作物及維持環境的可持續發展具有重要意義。

土壤鹽漬化是世界性的資源和生態問題。鹽漬化土壤中有效氮含量較低，然而鹽生植物卻能在此類生境中生長。鹽角草(Salicornia europaea L.)是藜科的肉質化真鹽生植物，能耐受高達1000mM NaCl并能積累高達干重52％的NaCl，是世界上最耐鹽的高等植物之一。通過測定，鹽角草自然生境土壤中有效氮含量較低，約為10-20mg/kg，僅為普通農田的1/8～1/4。鹽角草長期生長在低氮高鹽的生境中，提示它可能具有特定的氮高效吸收利用機制。另外，已有報道發現鹽角草可以在尿素作為唯一氮源的環境下生長，是一種最有前景被納入太空生物再生生命保障系統(Bioregenerative Life Support Systems,BLSS)的高等植物。

發明內容

本發明的目的是提供一種鹽角草SeDUR3蛋白及其編碼基因與應用。

本發明提供的蛋白質，獲自鹽角草，命名為SeDUR3蛋白，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(b)將序列2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/或添加且與植物植物尿素轉運能力相關的由序列2衍生的蛋白質。

為了使(a)中的SeDUR3蛋白便于純化和檢測，可在由序列表中序列2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SeDUR3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SeDUR3蛋白的編碼基因可通過將序列表中序列1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SeDUR3蛋白的基因(SeDUR3基因)也屬于本發明的保護范圍。

所述“編碼SeDUR3蛋白的基因”為如下(1)或(2)或(3)或(4)：

(1)其編碼區如序列表的序列1所示的DNA分子；

(2)序列表中序列1所示的DNA分子；

(3)在嚴格條件下與(1)或(2)限定的DNA序列雜交且編碼具有尿素轉運功能的蛋白質的DNA分子；

(4)與(1)或(2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且編碼具有尿素轉運功能功能的蛋白質的DNA分子。

上述嚴格條件可為用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA雜交實驗中65℃下雜交并洗膜。