[發(fā)明專利]一種來自煙草的鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白KUP11及其編碼基因與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811339624.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN109369787B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭玉雙;任學(xué)良;李立芹;魯黎明;王仁剛;張潔;王自力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州省煙草科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/12;A01H6/82;A01H6/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體公開了一種來自煙草的鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白KUP11及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明首次提供了分離自煙草的KUP11基因，所述KUP11基因全長(zhǎng)2391bp，經(jīng)功能驗(yàn)證，本發(fā)明提供的KUP11基因轉(zhuǎn)入鉀吸收缺陷型酵母突變株R5421后，表達(dá)所述KUP11基因的重組酵母重新具有了鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的功能。因此，本發(fā)明提供的KUP11基因具有促進(jìn)鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地說，涉及一種來自煙草的鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白KUP11及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體是能在外界鉀離子濃度極低時(shí)將鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)的載體蛋白。鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體通常是一些跨膜蛋白，通過構(gòu)象變化完成鉀離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，是一種需要ATP提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸過程，通常是K⁺/H⁺或K⁺/Na⁺協(xié)同運(yùn)輸。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體基因的研究在模式植物擬南芥中比較廣泛，例如，研究表明擬南芥突變體kup6較野生型植株在干旱脅迫下的存活率降低，而35S::KUP6過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的耐旱能力卻得到了明顯的增強(qiáng)(Shabala et al.,2007)；而KUP7基因的突變體幼苗在低鉀脅迫下表現(xiàn)出葉片黃化的低鉀敏感表型，其根部的鉀離子含量顯著下降，KUP7基因功能的缺失使擬南芥幼苗在低鉀條件下對(duì)鉀的吸收能力降低、木質(zhì)部汁液中鉀離子濃度降低(Min et al.,2016)。

煙草是一種耗鉀量很大的作物，煙葉鉀含量是衡量煙葉品質(zhì)的的重要指標(biāo)，目前，對(duì)于煙草中鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體基因的研究較少，煙草KUP的功能未知。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種來自煙草的鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白KUP11及其編碼基因與應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明首先提供一種鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，獲自煙草，命名為KUP11蛋白，是如下(a)或(b)

(a)其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；

(b)SEQ ID NO.1所示序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。

上述(b)中的KUP11蛋白可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進(jìn)行生物表達(dá)得到。上述(b)中的KUP11蛋白的編碼基因可通過將SEQ ID NO.2所示的DNA序列中缺失一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的密碼子，和/或進(jìn)行一個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì)的錯(cuò)義突變而得到。

編碼所述KUP11蛋白的基因(KUP11基因)也屬于本發(fā)明的保護(hù)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(qū)如SEQ ID NO.2所示的DNA分子；

2)在嚴(yán)格條件下與1)限定的DNA序列雜交且編碼與植物鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控相關(guān)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鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控相關(guān)蛋白的DNA分子。

上述嚴(yán)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(shí)驗(yàn)中65℃下雜交并洗膜。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，所述KUP11基因在促進(jìn)鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)方面發(fā)揮明顯作用。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述KUP11基因由以下步驟制備得到：

(1)設(shè)計(jì)PCR擴(kuò)增引物，所述PCR擴(kuò)增引物包括正向引物和反向引物：

正向引物：5’-ATGGCTTCAGCGTTAGGGAT-3’，