[發明專利]一種銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17及其應用

有效

• 申請號: 202111289231.5
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113943358B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 代瑾然;沈李柔;陳穗云
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/84;C12N15/70;A01H5/00;A01H6/82;C12N1/21;C12N15/11;C12R1/19
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 薛紅凡

本發明提供了一種銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17及其應用，屬于植物基因工程技術領域。一種銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO:1所示。本發明通過構建NtDhn17基因的過表達和沉默表達株系，證實NtDhn17基因功能缺失造成植物對銅離子不耐受，光合效率下降，生長遲緩和植株整體生長受限，而過表達植株不影響植物的正常生長發育，而且提高了植株銅離子耐受性。脫水蛋白NtDHN17的K片段在植物中具有較高的保守性。同時異源表達NtDhn17的大腸桿菌提高了對環境中銅離子的耐受性，預見其蛋白在其他陸生植物尤其是農作物中具有相同或相近的功能。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17及其應用。

背景技術

重金屬是指比重大于5的金屬元素，主要有汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛?(Pb)、砷(As)、鎳(Ni)、鋅(Zn)和銅(Cu)等具有生物毒性的元素。重金屬污染是指由于人類活動和自然因素導致土壤、大氣、水體等環境中重金屬含量超標。土壤是農業生產的重要組成部分，但近年來，隨著城鎮化和工農業不斷發展，涉及重金屬排放的行業越來越多，諸如采礦、冶煉、印染、電鍍、皮革加工、農藥、醫藥、化工、防腐等工業生產中廣泛使用重金屬，導致重金屬在土壤中不斷富集(Yang,Li?et?al.?2018)。土壤和水體重金屬污染在破壞生態環境的同時，通過影響動植物和農作物的生長發育，進而進入食物鏈最終影響人體健康。土壤重金屬污染是當前全球范圍內主要的環境污染問題之一(Ashita,?Mandeep?et?al.2016)。

重金屬銅是一種毒性很強的金屬元素，農業中常使用含銅的農藥或殺蟲劑，畜牧業使用飼料時常添加銅離子作為殺菌劑和生長促進劑，工業上大量開采銅礦和排放含銅污染物，這些都造成環境中銅離子富集。但是與汞和鎘這類元素不同，銅是植物生長發育過程中所必須的微量元素，參與輔助酶發揮生化活性、葉綠素和生長素等的合成、促進花粉管伸長等重要生長發育過程。銅還參與了許多重要的生理生化過程，包括光合作用、細胞壁代謝和木質化、感知乙烯等。當植物缺失銅離子時，葉綠素含量降低，植物生長發育受阻，對農作物而言會導致產量下降。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種銅離子應答蛋白脫水蛋白?NtDHN17，通過上調脫水蛋白NtDHN17或其編碼基因NtDhn17能有效提高植物或原核生物對環境中高濃度銅離子的耐受性。

本發明提供了一種銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17，所述脫水蛋白NtDHN17的氨基酸序列如SEQ?ID?NO:1所示。

本發明提供了一種編碼所述銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17?的基因NtDhn17，所述基因NtDhn17的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:2?所示。

本發明提供了所述銅離子應答蛋白脫水蛋白NtDHN17或所述基因NtDhn17在提高原核生物和/或植物對環境中銅離子耐受性中的應用。

優選的，所述環境中銅離子為10～500mM。

本發明提供了一種提高原核生物和/或植物對銅離子耐受性的方法，上調原核生物或植物中所述脫水蛋白NtDHN17或所述基因?NtDhn17的表達量。

優選的，所述上調原核生物或植物中所述脫水蛋白NtDHN17或所述基因NtDhn17的表達量的方法，包括以下步驟：

1)構建含所述基因NtDhn17的過表達載體或異源表達載體；

2)將步驟1)中構建的含NtDhn17基因的過表達載體或異源表達載體轉入植物或原核生物中，獲得過表達NtDhn17基因的轉基因植物或轉基因原核生物。

優選的，步驟1)中當提高植物對銅離子耐受性時，所述過表達載體的骨架載體包括植物雙元載體pCanG；