甘蔗蔗糖轉運蛋白ShSUT3及其編碼基因的應用的製作方法
2023-06-13 10:46:06 4
專利名稱：甘蔗蔗糖轉運蛋白ShSUT3及其編碼基因的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及蔗糖轉運蛋白及其編碼基因與應用，特別涉及來源於甘蔗的一個蔗糖轉運蛋白ShSUT3及其編碼基因與應用。
背景技術：
蔗糖是高等植物光合作用的主要終產物之一，也是碳水化合物運輸和貯藏的主要形式。同時蔗糖還是一種重要的信號分子，協調植物源庫間的關係及對逆境如寒害和乾旱等的應答防禦。蔗糖在源葉中合成後，通過共質體或質外體途徑裝載進入韌皮部，進行長距離運輸至庫器官中卸載後，供庫細胞生長發育需要或進行貯藏。蔗糖輸出能力影響植物的光合作用效率和作物產量。蔗糖韌皮部質外體裝載或植物細胞從質外體空間中吸收蔗糖是一種蔗糖轉運蛋白介導的過程。現有的關於植物蔗糖轉運蛋白的研究表明多種植物中存在一個小家族的蔗糖轉運蛋白。根據已有植物蔗糖轉運蛋白序列聚類分析，Sauer將蔗糖轉運蛋白分為4類:單子葉SUTl類、雙子葉SUTl類、SUT2類和SUT4類；Braun和Slewinski以水稻基因組中不同類型蔗糖轉運蛋白序列為基礎將植物中的蔗糖轉運蛋白分為5類:單子葉SUTl類、雙子葉SUTl類、SUT2類、SUT4類和SUT5類。SUTl類蔗糖轉運蛋白多參與韌皮部蔗糖裝載和韌皮部蔗糖重吸收；SUT2類蔗糖轉運蛋白參與蔗糖信號感應或蔗糖轉運；SUT4類目前多證實參與液泡蔗糖輸出；SUT5類具備蔗糖轉運功能，但具體如何調節蔗糖分配仍不明確。不同類型蔗糖轉運蛋白協同調節植物體內蔗糖的整體運輸和分配，並影響植物體的整個生長發育過程。甘蔗是一種高光效的糖料和能源作物，生產大量的蔗糖。蔗糖是甘蔗光合作用的主要產物。甘蔗源葉中蔗糖輸出能力高低直接影響甘蔗的光合作用效率和庫組織中積累的蔗糖含量。甘蔗品種選育過程中多選擇蔗糖輸出能力強的品種。目前甘蔗高糖育種處於瓶頸。甘蔗中蔗糖運輸和分配機制較其它植物簡單，克隆和鑑定參與甘蔗中蔗糖運輸和分配的關鍵基因，可以輔助甘蔗品種選育，並利用基因工程手段定向改造獲得高糖甘蔗新品種。甘蔗蔗糖裝載和運輸過程中，存在質外體裝載、長距離運輸途中篩管細胞質外體中蔗糖的重吸收、庫細胞質外體空間蔗糖的吸收以及液泡中蔗糖濃度的控制、蔗糖信號的感應等均需要不同類型蔗糖轉運蛋白的介導，蔗糖轉運蛋白是甘蔗體內蔗糖運輸和分配的關鍵分子。甘蔗中目前只報導一個蔗糖轉運蛋白基因ShSUTl，編碼蛋白參與韌皮部蔗糖的重吸收，其它類型蔗糖轉運蛋白未見報導。克隆和鑑定甘蔗中其它類型的蔗糖轉運蛋白基因，並轉入甘蔗中，可以提高甘蔗蔗糖產出或用於生產能源特用型甘蔗。
發明內容
本發明的目的是提供了一種蔗糖轉運蛋白及其編碼基因與應用。
為了實現上述目的，本發明的技術方案為:提供蛋白(ShSUT3)，是一種蔗糖轉運蛋白，來源於甘鹿(Saccharum officinarum L.),是如下(a)或(b):
(a)由序列表中序列I所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列I的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且參與蔗糖轉運的由序列I衍生的蛋白質。序列表中序列I由534個胺基酸殘基組成,具有GPH-Sucrose super family的保守結構域和MelB domain序列。為了便於ShSUT3的純化，可在由序列I的胺基酸殘基序列組成的蛋白質的氨基端或羧基端連接上如表I所示的標籤。表I標籤的序列
權利要求
1.一種甘蔗蔗糖轉運蛋白ShSUT3，其特徵在於具有SEQ ID N0.1所示的胺基酸序列。
2.如權利要求1所述的甘蔗蔗糖轉運蛋白ShSUT3，其特徵在於:還包括其SEQID N0.1所示的胺基酸序列中的取代、插入或缺失一個或幾個胺基酸所生成的具有相同功能的衍生物。
3.一種編碼權利要求1或2所述的蛋白質的基因。
4.如權利要求3所述的基因，其特徵在於:它的核苷酸序列具有以下特徵: 1)序列表中SEQID N0.2的核苷酸序列； 2)在嚴格條件下可與I)所述的DNA序列雜交的核苷酸序列； 3)與序列表中SEQID N0.2的核苷酸序列具有85%以上的同源性且編碼具有蔗糖轉運功能蛋白的核苷酸序列。
5.含有權利要求2或3或4所述的蔗糖轉運蛋白編碼基因的重組表達載體。
6.含有權利要求2或3或4所述的蔗糖轉運蛋白編碼基因的轉基因細胞系。
7.含有權利要求2或3或4所述的蔗糖轉運蛋白編碼基因的轉基因重組菌。
8.含有權利要求2或3或4所述的蔗糖轉運蛋白編碼基因在培育高糖高產轉基因甘蔗中的應用。
9.含有權利要求2或3或4所述的蔗糖轉運蛋白編碼基因在提高微生物對蔗糖利用效率中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種甘蔗蔗糖轉運蛋白ShSUT3及其編碼基因的應用。該蛋白，具有下述胺基酸殘基序列之一1)序列表中的SEQ ID No.1的胺基酸殘基序列；2)將序列表中的SEQ ID No.1的胺基酸殘基序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有蔗糖轉運功能的由SEQ ID No.1衍生的蛋白質。該蛋白具備蔗糖轉運活性，是一種細胞膜蔗糖轉運蛋白，參與蔗糖的跨膜運輸，是參與甘蔗蔗糖積累過程中的一個關鍵蛋白。通過基因工程手段對該蔗糖轉運蛋白基因的利用，可以有目的提高植物蔗糖利用效率和產量。
文檔編號C12N15/29GK103204917SQ20131013230
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者王俊剛, 趙婷婷, 張樹珍, 楊本鵬, 馮翠蓮, 王文治, 伍蘇然 申請人:中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所