[发明专利]魔芋凝集素蛋白编码序列及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学、酶学、生理学以及基因工程等领域。具体地，本发明涉及一种在魔芋中表达的a-Lectin蛋白(魔芋凝集素蛋白，Amorphophalluskonjacagglutinin，AKA)及其核酸序列。本发明还涉及该蛋白和核酸序列的制备方法和用途。

背景技术

近20年来凝集素在生物学方面的应用研究发展迅速，它最大的特点在于其能够识别糖和糖类，每一种凝集素具有对某一种特殊的碳水化合物有专一结合的能力(Ann Biochem，1981，50：207～231)。某些凝集素基因则具有较强的抗同翅目类昆虫包括蚜虫和飞虱功能(Entomol Exp Appl，1993，66：119～126；Transgenic Res，1995，4：18～25；Entomol ExpAppl，1995，75：51～59)。

本发明中，我们在天南星科(Araceae)植物魔芋(Amorphophallus konjac)中克隆到雪花莲g-Lectin凝集素(GNA)基因的同源基因a-Lectin。

在本发明被公布之前，尚未有任何公开或报道过本专利申请中提及的魔芋a-Lectin蛋白序列及其核酸序列。

发明内容

本发明的第一目的就是提供一种新的魔芋基因a-Lectin，该基因是一个魔芋a-Lectin蛋白基因。

本发明的第二目的是提供一种新的魔芋蛋白a-Lectin。

本发明的第三目的是提供一种利用重组技术生产上述新的魔芋a-Lectin蛋白和核酸序列的方法。

本发明还提供了这种魔芋a-Lectin蛋白多肽和编码序列在利用转基因技术控制植物病虫害上的应用。

在本发明的一个方面，提供了一种分离出的DNA分子，该分子包括：编码具有魔芋a-Lectin蛋白质活性的多肽的核苷酸序列，所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.3中从核苷酸第17-493位DNA分子的核苷酸序列有至少70％的同源性；或者所述的核苷酸序列能在中度严紧条件下与SEQ ID NO.3中从核苷酸第17-493位的核苷酸序列杂交。较佳地，所述的序列编码具有SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列的多肽。更佳地，所述的序列具有SEQ ID NO.3中从核苷酸第17-493位的核苷酸序列。

在本发明的另一方面，提供了一种分离出的魔芋a-Lectin蛋白质多肽，它包括：具有SEQ ID NO.4氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段，或其活性衍生物。较佳地，该多肽是具有SEQ ID NO.4序列的多肽。

在本发明的另一方面，还提供了一种载体，它包含上述的DNA分子。

在本发明的另一方面，还提供了一种用上述载体转化的宿主细胞。在实例中该宿主细胞是BL21和烟草。

在本发明的另一方面，还提供了一种产生具有魔芋a-Lectin蛋白质活性的多肽的方法，其步骤如下：

(1)将编码具有魔芋a-Lectin蛋白活性多肽的纯化的核苷酸序列可操作地连于表达调控序列，形成魔芋a-Lectin蛋白表达载体，所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.3中从核苷酸第17-493位的核苷酸序列有至少70％的同源性；

(2)将步骤(1)中的表达载体转入原核宿主细胞，形成魔芋a-Lectin蛋白的重组细胞；

(3)在适合表达魔芋a-Lectin蛋白多肽的条件下，培养步骤(2)中的重组细胞；

(4)分离出具有魔芋a-Lectin蛋白活性的基本纯的多肽。

较佳地，在该方法中使用的核酸序列具有SEQ ID NO.3中第17-493位的序列。

在本发明的另一方面，还提供了一种利用转基因技术将编码具有魔芋a-Lectin蛋白活性多肽的核苷酸序列转化入植物以提高植物对病虫害抗性的方法，其步骤如下：

(1)将编码具有魔芋a-Lectin蛋白活性的多肽的纯化的核苷酸序列可操作地连于植物表达调控序列，形成含魔芋a-Lectin蛋白的植物表达载体，所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.3中从核苷酸第17-493位的核苷酸序列有至少70％的同源性；

(2)将步骤(1)中的表达载体转入农杆菌，将含表达载体的农杆菌同真核宿主细胞共培养，在22-28℃条件下，暗培养1-2天后，通过筛选如抗生素筛选，获得含有魔芋a-Lectin蛋白基因的转化细胞并最终再生转基因植株及其后代，包括植物种子及植物组织。含有魔芋a-Lectin蛋白基因的转基因植株对植物病虫害具有增强的抗性作用。