[發明專利]一種三七中的PnNramp3基因及其應用

有效

• 申請號: 202110213022.6
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112961866B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 范偉;早浩龍;黃珍華;劉春蘭;徐瑞;施輝能;鄧維萍;龍光強;何澍然;陳軍文
• 申請（專利權）人: 云南農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/81;C12N1/19;C12R1/865
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 黃德躍

本發明公開了一種三七中的PnNramp3基因及其應用。本發明的一種PnNramp3基因，其特征在于：所述的PnNramp3基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示。以三七的cDNA為模板，設計全長的同源臂引物進行PCR擴增，獲得了一個與預期大小一致的片段，序列測定分析表明，三七的Nramp3含有一個1518bp的開放閱讀框ORF，編碼505個氨基酸，命名為PnNramp3。本發明通過酵母異源表達的實驗，初步揭示了PnNramp3在三七根部Cd積累中發揮的作用，可為培育低Cd積累的三七品種提供一定參考。

技術領域

本發明涉及基因工程技術和植物學領域，具體涉及一種三七中的PnNramp3基因及其應用。

背景技術

金屬轉運蛋白對于維持不同細胞區室內適當的金屬離子濃度至關重要。在已經鑒定的金屬轉運蛋白中，天然抗性相關的巨噬細胞蛋白基因(Nramps)在植物中的多種細胞水平上，對于介導金屬離子穩態發揮著潛在的重要作用。小鼠體內發現的Nramp1是第一個被發現的Nramp基因家族成員，Nramp基因家族成員在整個生物體中相對進化保守，包括植物，動物，酵母和細菌等。目前，幾種Nramp成員已經在擬南芥中進行了驗證，他們參與金屬的攝取，細胞內轉運，易位和解毒。它們都是跨膜蛋白，具有10-12個疏水性跨膜結構域。當在酵母中過表達時，AtNramp1，AtNramp3和AtNramp4對Fe，Mn和Cd表現出轉運活性，而AtNramp6可以轉運Cd，但不能轉運Fe或Mn。在水稻中，OsNramp1對Cd和Fe具有運輸活性，OsNramp4是第一個鑒定出三價鋁離子的轉運蛋白，OsNramp5是三七吸收Cd的主要轉運蛋白。在其他植物中，Nramp基因也被克隆并被表征，如番茄(Solanum?lycopersicum)、大豆(Glycine?maxL.cv.Stevens)等。盡管已經有很多研究表明Nramp家族的一些基因在植物對Cd的吸收和轉運方面發揮重要作用，但目前還沒有對三七中的Nramp基因做過研究報道。

三七對Cd具有較強的吸收富集遺傳特性，且各地區三七種植土壤及植物體均存在不同情況的超標現象。2020版新藥典中藥材重金屬限量標準中的Cd含量從原來的0.3mg/kg提高到1mg/kg,促使對三七重金屬問題的研究將刻不容緩，這將關系到三七藥材及其飲片制品的用藥安全、市場規模和出口貿易。目前對三七Cd問題的基礎研究僅僅停留在三七對Cd脅迫的生理響應及富集特性，以及土壤與植株Cd和皂苷含量積累相關性方面的研究上，缺乏對其Cd富集遺傳特性背后吸收轉運分子機制的認識，而農業生產上阻控Cd的措施也比較有限，往往施用石灰和有機質降低土壤中Cd的生物有效性，費時費力且不能一勞永逸，沒有充分考慮到植物自身的遺傳潛力。隨著三七基因組測序的完成，通過挖掘基因信息并開展功能驗證，是未來依靠分子輔助育種選育三七新種質的有效途徑和長久之計。

發明內容

為了克服現有技術中的不足之處，本發明的目的是提供一種分子育種的三七中的PnNramp3基因及其應用。

為了實現上述技術目的，本發明采用的技術方案的如下：本發明一種PnNramp3基因，所述的PnNramp3基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示。

進一步地，以三七的cDNA為模板，設計全長的同源臂引物進行PCR擴增，獲得了一個與預期大小一致的片段，序列測定分析表明，三七的Nramp3含有一個1518bp的開放閱讀框ORF，編碼505個氨基酸，命名為PnNramp3。

進一步地，該基因全長1518bp，能編碼505個氨基酸的完整蛋白，具有12個跨膜結構域，經過GFP亞細胞定位，發現其定位于細胞膜上。