[發明專利]一種來自煙草的鉀轉運蛋白KUP10及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201811341857.4
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109336958B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張潔;任學良;李麗芹;魯黎明;王仁剛;王自力;郭玉雙
• 申請（專利權）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;A01H6/82;A01H6/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發明涉及基因工程領域，具體公開了一種來自煙草的鉀轉運蛋白KUP10及其編碼基因與應用。本發明首次提供了分離自煙草的KUP10基因，所述KUP10基因全長2532bp，經功能驗證，本發明提供的KUP10基因轉入鉀吸收缺陷型酵母突變株R5421后，表達所述KUP10基因的重組酵母重新具有了鉀離子吸收和轉運的功能。因此，本發明提供的KUP10基因具有促進鉀離子吸收和轉運的功能。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體地說，涉及一種來自煙草的鉀轉運蛋白KUP10及其編碼基因與應用。

背景技術

鉀轉運體是能在外界鉀離子濃度極低時將鉀離子轉運至細胞內的載體蛋白。鉀轉運體通常是一些跨膜蛋白，通過構象變化完成鉀離子的跨膜轉運，是一種需要ATP提供能量的主動運輸過程，通常是K⁺/H⁺或K⁺/Na⁺協同運輸。

現有技術對于鉀轉運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過表達轉基因植株的耐旱能力卻得到了明顯的增強(Shabala et al.,2007)；而KUP7基因的突變體幼苗在低鉀脅迫下表現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鉀的吸收能力降低、木質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的的重要指標，目前，對于煙草中鉀轉運體基因的研究較少，煙草KUP的功能未知。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種來自煙草的鉀轉運蛋白KUP10及其編碼基因與應用。

為了實現本發明目的，本發明的技術方案如下：

本發明首先提供一種鉀轉運蛋白，獲自煙草，命名為KUP10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運調控相關的由(a)衍生的蛋白質。

上述(b)中的KUP10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KUP10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KUP10蛋白的基因(KUP10基因)也屬于本發明的保護范圍。

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運調控相關蛋白的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運調控相關蛋白的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。

經研究發現，所述KUP10基因在促進鉀離子吸收和轉運方面發揮明顯作用。

進一步地，本發明所述KUP10基因由以下步驟制備得到：

(1)設計PCR擴增引物，所述PCR擴增引物包括正向引物和反向引物：

正向引物：5’-ATGGGGAAAGGAGAGATAGA-3’，