[發(fā)明專利]一種來自煙草的鉀轉(zhuǎn)運蛋白TPK1及其編碼基因與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811340657.7
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109354613B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 任學良;王仁剛;魯黎明;李立芹;郭玉雙;張潔;王自力;林世鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州省煙草科學研究院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/82
• 代理公司: 北京路浩知識產(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)運蛋白TPK1及其編碼基因與應用。本發(fā)明首次提供了分離自煙草的TPK1基因，所述TPK1基因全長1062bp，經(jīng)功能驗證，本發(fā)明提供的TPK1基因轉(zhuǎn)入鉀吸收缺陷型酵母突變株R5421后，表達所述TPK1基因的重組酵母重新具有了鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運的功能。因此，本發(fā)明提供的TPK1基因具有促進鉀離子吸收和轉(zhuǎn)運的功能。

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)運蛋白TPK1及其編碼基因與應用。

背景技術(shù)

鉀離子通道是允許鉀離子特異通透質(zhì)膜的離子通道，而阻礙其他離子通透-特別是鈉離子。這些通道一般由兩部分組成：一部分是通道區(qū)，選擇并允許鉀離子通過，而阻礙鈉離子；另一部分是門控開關(guān)，根據(jù)環(huán)境中的信號而開關(guān)通道。

現(xiàn)有技術(shù)對于鉀離子通道基因的研究在模式植物擬南芥中比較廣泛，例如，研究表明模式植物擬南芥中TPK/KCO通道包括兩孔鉀通道TPK(也稱串聯(lián)孔通道)和一個Kir-型通道。擬南芥基因組中具有5個這樣的基因(TPK1-5，為串聯(lián)孔鉀，K⁺，命名為，AtTPKs)來編碼兩孔鉀通道，植物兩孔鉀通道由信號分子如細胞內(nèi)的H+與鈣以及物理因素如溫度與壓力來調(diào)節(jié)(Hermann et al.,2005；Dunkel et al.,2010；Wendy et al.,2015)；在擬南芥中TPK1研究最清楚，它具有一個Ca²⁺結(jié)合的EF手型結(jié)構(gòu)域，在擬南芥中TPK1，2，3，5定位在液泡膜上，而TPK4則定位在質(zhì)膜上，液泡膜上通道與14-3-3蛋白(稱為一般調(diào)控因子，GRFs)相互作用，表明在蛋白與蛋白相互作用水平的調(diào)節(jié)。GUS染色的結(jié)果表明，At TKPK1在有絲分裂旺盛的組織中也有表達，At TPK1在根及葉中有強烈的表達(Dunkel et al.,2008；Voelkeret al.,2010；Schonknecht et al.,2002)。

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，目前，對于煙草中鉀離子通道的研究較少，煙草TPK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)運蛋白TPK1及其編碼基因與應用。

為了實現(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)運蛋白，獲自煙草，命名為TPK1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)過一個或幾個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)運調(diào)控相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。

上述(b)中的TPK1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TPK1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而得到。

編碼所述TPK1蛋白的基因(TPK1基因)也屬于本發(fā)明的保護范圍。

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)運調(diào)控相關(guān)蛋白的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。