[发明专利]一种高山离子芥铁转运蛋白基因CbIRT及其编码产物的氨基酸序列

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，尤其涉及一种高山离子芥铁转运蛋白CbIRT基因及其编码产物的氨基酸序列。

背景技术

矿质营养对植物生长和发育具有极其重要的影响。在植物所有的必需元素中，铁的氧化还原特性赋予它在多种酶中起着重要的作用。虽然铁在地壳中含量很丰富，但是土壤中的铁几乎全部都是以氧化形式Fe（Ⅲ）存在，因此，植物需要采用有效机制从土壤中获取铁。铁转运蛋白（IRT）是属于金属离子转运家族-ZIP家族的成员，这类蛋白质拥有类似的跨膜结构、保守序列和识别序列。在拟南芥中，IRT1的表达在转录水平和蛋白质水平上均受调控。

高山离子芥（Chorispora bungeana）是十字花科离子芥属多年生植物，分布在高海拔亚高山草甸和砾石质山坡上。其环境条件的特点是气候寒冷、高盐碱、空气稀薄、辐射强、劲风。高山离子芥在我国主要分布于乌鲁木齐河源区流石碓，该地区海拔3600～3900 m。年平均气温在-5～-7 ℃之间，6～8月平均气温为3.6 ℃，气温日差较大，是一种伴随反复冻融的冰冻环境。并且处于迎风坡，流石碓中砾石保水性差，时常造成干旱胁迫。高山离子芥在外部形态结构和生态策略上没有显著的抗性特征，为了耐受长期低温、高盐碱、强紫外、大风和生理干旱，适应这些不利的环境条件，势必通过表达抗性基因来维持自身的生理代谢和生长发育，以避免或减轻严酷的环境胁迫的危害。由于高山离子芥处于极端环境（高盐碱、低温、高辐射等），积累了适应极端胁迫的有益突变，所以克隆和研究高山离子芥铁转运蛋白基因CbIRT将会扩大铁转运蛋白基因资源，从而为利用高山离子芥的相关基因构建转基因植物提供了物质基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种高山离子芥铁转运蛋白基因CbIRT。鉴于铁转运蛋白的研究对提高植物的生长、发育和抗逆性有重要的意义，该基因的获得和研究将会扩大铁转运蛋白基因资源，从而为利用高山离子芥的相关基因构建转基因植物提供了物质基础。

本发明的另一个目的在于提供一种高山离子芥铁转运蛋白CbIRT。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明通过RACE法扩增了5’和3’非翻译区及目的片段。所述铁转运蛋白基因CbIRT具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，其中，列表中的SEQ ID NO：1由1290个碱基组成，包含一个1035个碱基的开放阅读框（ORF），起始密码子A前面有49个碱基长的5’非翻译区，编码区后面有206个碱基包含poly（A）的3’非翻译区。该基因编码蛋白包括344个氨基酸，氨基酸为36.68 kDa，等电点为6.43，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。

通过高山离子芥铁转运蛋白与其他植物铁转运蛋白序列的多重比对和分析发现高山离子芥的CbIRT与其他植物的IRT在蛋白水平上有较高的相似性（60%-89%）（如图1）。

本发明对不同铁浓度和温度诱导CbIRT基因进行了鉴定。结果显示（图3），在100 μM Fe、200 μM Fe和500 μM Fe浓度下CbIRT的表达呈现相同的而变化趋势，随着时间表达量都在逐渐增高，到36 h时，前两个Fe浓度下CbIRT的表达量分别达到对照水平的2.2和1.8倍。在500 μM Fe浓度下IRT的表达量呈现递减的趋势，36h内表达量都低于对照水平。实验结果表明，在一定浓度铁离子环境中，CbIRT会发生诱导表达，说明CbIRT与高山离子芥的铁离子耐受有关，可能在植株抵御不利的高铁环境过程中起到重要的作用。

附图说明

图1  高山离子芥铁转运蛋白基因CbIRT氨基酸序列同源性比对。

图2  高山离子芥铁转运蛋白基因CbIRT进化关系分析

图3 高山离子芥铁转运蛋白基因在不同浓度铁离子处理下表达差异

具体实施方式

在本发明的下述实施例中，所用的实验材料为高山离子芥（Chrisporabungeana) (西部植物种质资源库数据平台）。

实施例1

高山离子铁转运蛋白基因CbIRT序列的克隆方法