[發(fā)明專利]促進鉀離子高效吸收的蛋白質(zhì)及其編碼基因

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910359882.3
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110078807B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 張海紋;李瑞芬;江穎;馮浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市農(nóng)林科學院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C07K19/00;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 魏少偉

本發(fā)明公開了促進鉀離子高效吸收的蛋白質(zhì)及其編碼基因。本發(fā)明公開的促進鉀離子高效吸收的蛋白質(zhì)為如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列1的蛋白質(zhì)；A2)將序列表中序列1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白質(zhì)；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質(zhì)。在植物中表達本發(fā)明的蛋白質(zhì)可以提高植物的鉀離子吸收能力和耐鹽性，并且和其他植物的HAK家族基因相比，表現(xiàn)出在低鉀條件下對鉀的強吸收能力。表明，本發(fā)明的蛋白質(zhì)及其編碼基因可以促進鉀離子高效吸收，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及生物技術領域中，促進鉀離子高效吸收的蛋白質(zhì)及其編碼基因。

背景技術

目前，植物耐鹽堿、耐干旱分子機制的匱乏成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，已嚴重阻礙改良作物育種的發(fā)展。應用植物資源培育抗旱抗鹽堿等逆境的綠色植物，以達 到改善環(huán)境、提高作物產(chǎn)量有異同尋常的意義。植物保持鉀鈉平衡對提高植物的耐鹽 性具有舉足輕重的作用，理解鹽脅迫下植物體對鉀的高效吸收和利用的分子機制，在 農(nóng)業(yè)和環(huán)境改善上具有廣闊的應用價值。鉀是細胞質(zhì)中最豐富的陽離子，占細胞干重 的10％，主要功能包括，酶的輔助因子或激活劑，平衡負電荷，維持區(qū)域電中性，控 制細胞膜的極性和膜電勢，調(diào)節(jié)滲透勢及其后續(xù)效應包括維持膨壓和水勢，帶動細胞 伸展、延長和物質(zhì)運輸，節(jié)律運動和氣孔的開閉等，這些維持植物細胞生存所必須的 生理功能賦予鉀在植物中不可替代的作用。

鹽生野大麥(Hordeum brevisubulatum)是大麥屬多年生優(yōu)良牧草，能夠在含鹽量0.6-1.0％的土地上生長良好，具有非常強的耐鹽性。前期生理實驗證明，與大麥相 比，野大麥的耐鹽性主要依賴于能夠在高鹽條件下維持高的鉀鈉離子比。目前對野大 麥的研究僅僅局限在形態(tài)、解剖及生理方面的分析，尚未挖掘出與其高效鉀轉(zhuǎn)運相關 的關鍵基因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有在低鉀條件下促進鉀離子吸收能力的蛋白質(zhì)及其編 碼基因。

本發(fā)明提供的在低鉀條件下促進鉀離子吸收能力的蛋白質(zhì)，來源于野大麥(Hordeum brevisubulatum)，名稱是HbHAK1，為如下A1)、A2)或A3)：

A1)氨基酸序列是序列1的蛋白質(zhì)；

A2)將序列表中序列1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白質(zhì)；

A3)在A1)或A2)的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質(zhì)。

與A1)所述蛋白質(zhì)相比，A2)所述蛋白質(zhì)中序列1的第345、532、580、665、667 和/或701位氨基酸的氨基酸殘基可不變。

與A1)所述蛋白質(zhì)相比，A2)所述蛋白質(zhì)中序列1的第170、342、469、520、593、 650、653和/或661位的氨基酸殘基可不變。

A2)所述蛋白質(zhì)可為將序列表中序列1的第13位的丙氨酸殘基取代為蘇氨酸殘基得到的蛋白質(zhì)。

為了使A1)中的蛋白質(zhì)便于純化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序 列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如下表所示的標簽。

表：標簽的序列