[發明專利]一種小肽及其應用

有效

• 申請號: 201910308920.2
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110066324B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 張振華;羅勁松;宋海星;楊勇
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/81;C12N15/82;C12N15/70;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

本發明公開了一種小肽，其氨基酸序列分別如SEQ ID NO：2所示的第1至73位。并公開了這種小肽在提高酵母鎘抗性、提高植物鎘抗性和鎘積累、提高鎘螯合活性中的應用。這種小肽富含半胱氨酸，可用于培育鎘耐受生物體，通過酵母遺傳互補、植物分子遺傳和生理生化等方法將該小肽的基因克隆轉化至酵母和植物等生物體中，使其在生物體中過量表達，從而增強生物體對鎘的抗性和促進對鎘的積累，為通過生物技術的手段培育鎘耐受并具有修復鎘污染潛力的農作物提供了優異的基因資源。這種小肽去除了N端信號肽后，體外表達純化的融合蛋白具有鎘螯合活性。

技術領域

本發明屬于生物技術和環境領域，尤其涉及一種小肽及其應用。

背景技術

鎘是生物毒性最強的重金屬之一，其經植物根系吸收后不僅可對植物造成很強的毒害進而嚴重威脅生態環境，而且可以通過食物鏈富集后危害人類的健康。鎘在我國的地質背景值很低，但是隨著工業活動的加劇，氮肥的過度使用以及土壤酸化導致鎘污染和遷移性提高。由于我國人均耕地面積相對較少，迫使鎘污染土壤仍用來種植糧食作物，導致鎘大米事件多發，嚴重危害人類健康。目前鎘污染主要采用物理修復，化學修復的方法。遺憾的是，這些方法均不能有效的處理鎘污染。

在這種情況下，培育出可食用部位鎘低積累(或不積累)，而其他生物量(比如秸稈)鎘適度積累的“修復型作物”將是解決這一問題比較理想的策略。要實現這一目標，有兩個至關重要的理論瓶頸需要取得突破：1)植物體內重金屬鎘的定向分配機理：只有分離到典型重金屬元素在植物不同組織之間進行分配的調控基因，闡明相關調控網絡，才可以定性、定量、定點地將有毒重金屬運往目標組織；2)植物對重金屬鎘耐受機理：鑒于修復型作物的其中一個基本要求是積累的重金屬除了不能運往可食用部位外，其在非經濟性生物量(比如秸稈)中的積累不能影響植物正常的生理過程，從而避免對經濟產量產生影響。

目前無論國際還是國內，有關植物吸收調控重金屬的研究尤其是分子機理方面的研究仍相對有限，取得的結果相對不夠系統，主要集中在一些轉運蛋白和基因突變的研究。這些基因的突變勢必會影響植物對其它必須元素的利用，從而抑制植物的生長并降低其產量。因此找到植物必須礦物質營養轉運和重金屬解偶聯的基因，是應對重金屬污染的一種較好的策略。但目前的理論基礎遠不能滿足生產實踐需求。

因此，本領域還需深入研究植物中鎘耐受積累機制，為培育鎘耐受能力強和植物修復潛力大的品種提供基因資源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種小肽及其應用。

本發明通過酵母遺傳互補，植物分子遺傳和生理生化方法，發現了植物中富含半胱氨酸的AtPDF2.5蛋白，并發現其過量表達能顯著增強酵母和植物對鎘的抗性，而該基因AtPDF2.5的突變顯著降低了植物對鎘的耐受和積累，這為通過生物技術的手段培育鎘耐受并具有修復鎘污染潛力的農作物提供了優異的基因資源。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種小肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示的第1至73位。

上述的小肽，優選的，所述小肽由基因AtPDF2.5密碼子編碼的氨基酸通過肽鏈連接得到，所述基因AtPDF2.5的基因序列如SEQ ID NO：1所示。

該小肽富含半胱氨酸，可用于培育鎘耐受生物體，通過酵母遺傳互補、植物分子遺傳和生理生化等方法將該小肽的基因克隆轉化至酵母和植物等生物體中，使其在生物體中過量表達，從而增強生物體對鎘的抗性和促進對鎘的積累，為通過生物技術的手段培育鎘耐受并具有修復鎘污染潛力的農作物提供了優異的基因資源。