[發明專利]金屬硫蛋白DaMT2a及其編碼基因的應用

有效

• 申請號: 202011323879.5
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112458097B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 黃亞成;劉林婭;李淳妤;黃東益;袁小素;彭欣
• 申請（專利權）人: 六盤水師范學院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/825;C12N15/70;C12N1/21;C12N15/11;C12R1/19
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 張新蕊

本發明屬于生物技術領域看，公開了金屬硫蛋白DaMT2a及其編碼基因的應用。本發明首次克隆了參薯金屬硫蛋白DaMT2a基因的全長cDNA，基因表達分析顯示DaMT2a基因在雄花和莖中高表達，受乙烯利及脫落酸誘導上調表達，同時該基因受低溫和機械傷害脅迫誘導上調表達，高溫脅迫下調表達，因此該基因可能與參薯抗逆密切相關，可作為參薯轉基因育種的重要靶基因。進一步將該基因轉入原核表達菌株，轉基因菌株在正常條件下、重金屬離子(Cu²⁺，Cd²⁺)、NaCl脅迫和過氧化氫脅迫下的生長得到明顯提高，所以該基因可作為重要的基因資源，可以在參薯以外的其他植物或微生物的抗逆和抗重金屬脅迫基因工程中得到應用。

技術領域

本發明屬于生物領域，具體涉及一種金屬硫蛋白DaMT2a及其編碼基因的應用。

背景技術

金屬硫蛋白(metallothionein，MTs)是一類富含半胱氨酸(Cys)，能夠與重金屬結合的低分子(6-7kDa)多肽，普遍存在于微生物、高等動植物和人體中。根據目前已克隆得到的植物中金屬硫蛋白基因Cys殘基的分布和排列方式，可以分為Type1、Type2、Type3和Type4四類。四類金屬硫蛋白基因具有組織特異性表達的特點，其中Type1主要在根中表達，Type2主要在葉子中表達，Type3主要在成熟的果實和葉中表達，Type4主要在種子中表達對植物中金屬硫蛋白基因的功能研究表明，其功能主要體現在：(1)能夠結合細胞內的重金屬，維持細胞內重金屬離子的生態平衡；(2)能夠作為活性氧的清除劑，其清除自由基(·OH)的能力約為SOD的幾千倍，而清除氧自由基(·O)的能力約是谷胱甘肽(GSH)的25倍，而且具有很強的抗氧化活動；(3)參與植物的生長和發育；(4)調控酶與轉錄因子活性等方面。

參薯(Dioscorea alata L.)又名大薯，也有稱其為紫參薯(紫參薯花青素穩定性及合成途徑中關鍵基因的克隆與分析，趙景梅，2018)，作為一種藥食同源的糧食作物，在我國被主要用于食品、醫藥、工業及燃料乙醇生產等。近年來，盡管我國種植產業取得了較快發展，但受土壤重金屬污染和非生物脅迫，植物的生長發育受到嚴重的影響。金屬硫蛋白，作為一種具有重要生物學功能的蛋白，不但可以有效減輕重金屬對植物的傷害，而且能夠通過清除植物體內的活性氧提高植物對逆境的耐受性。因此研究參薯中的重金屬硫蛋白有助于了解其提高參薯抗逆的作用機制。目前，參薯中金屬硫蛋白基因的功能還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種金屬硫蛋白DaMT2a及其編碼基因的應用。

本發明的第一個方面是提供一種金屬硫蛋白基因，其命名為DaMT2a基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本發明的第二個方面是提供一種蛋白質，其為金屬硫蛋白DaMT2a，是本發明第一個方面所述的金屬硫蛋白基因編碼的蛋白質，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

本發明的第三個方面是提供一種重組表達載體，其包含原始載體和本發明第一個方面所述的金屬硫蛋白基因或其開放閱讀框(SEQ ID NO:1所示的第47-286位核苷酸序列)。

其中，所述原始載體可以采用基因重組領域中常用的載體，例如病毒、質粒等。本發明對此不進行限定。在本發明的一個具體實施方式中，所述原始載體采用pGEX-4T-1載體質粒或pMD18-T載體質粒，但應當理解的是，本發明還可以采用其他質粒、或者病毒等。

優選地，所述原始載體為pGEX-4T-1載體質粒，SEQ ID NO:1所示的第47-286位核苷酸序列位于pGEX-4T-1載體質粒的EcoR I和Xho I兩限制性內切酶位點之間。

本發明的第四個方面是提供如本發明第一個方面所述的金屬硫蛋白基因、或者本發明第二個方面所述的蛋白質、或者本發明第三個方面所述的重組表達載體在提高原核表達菌株生長速度中的應用。