[发明专利]枸杞植物络合素合成酶及编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种枸杞(LyCiumChinenseMiller)中植物络合素合成酶及其编码基因与应用。

背景技术

在多种污染或盐碱环境中，含有多种过量的植物生长必须的和非必须的金属离子。在这些胁迫因子作用下，细胞产生氧化胁迫，产生过量的活性氧，导致细胞膜脂，核酸等损伤。植物体内具有某些调节机制来应对这些逆境，例如产生大量的还原性物质(如谷胱甘肽)、有机酸(如苹果酸)、抗氧化酶。植物通过调节还原状态的谷胱甘肽(GSH，Glutathione)的比例和含量，或者提高抗氧化酶的合成或活性例如调节植物络合素合成酶(PCS，phytochelatinsynthetase)的表达而增加的植物络合素(PC_n)比例或者含量。

GSH是谷氨酸(Glu)，半胱氨酸(Cys)，甘氨酸(Gly)组成的三肽,它分为氧化型(GSSG)和还原型(GSH)。通常所说的谷胱甘肽是还原型的，它是动植物体内非常重要的抗氧化物质。在重金属、盐等刺激下，PCS在不依赖ATP条件下，可以催化一个GSH分子的N-末端与另一GSH分子的γ-Glu-Cys部分的C-末端发生α-酰氨键连接而形成(γ-GluCys)2-Gly,同时生成一个Gly分子。依次可以催化连接其他GSH形成PC_n+1和Gly。PC_n+1为植物络合素，它可以结合多种重金属离子(例如Cd²⁺)，结合产物反馈抑制PCS的活性。

现在通过育种技术可以获得植物的抗倒伏，抗病，抗虫等性状，但是植物对抗多种逆境中的氧化胁迫能力的性状方面还有待提高。

常用于筛选和培育作物新品种的方法有：常规杂交育种技术，诱变技术，分子标记技术，这些育种技术分别存在育种时间长、需要丰富的育种经验，筛选工作量大、具有辐射危害，需构建文库，技术要求高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种枸杞植物络合素合成酶。

本发明的第二个目的是提供枸杞植物络合素合成酶编码基因。

本发明的第三个目的是提供含有枸杞植物络合素合成酶编码基因的重组载体、表达载体和重组菌。

本发明的第四个目的是提供枸杞植物络合素合成酶编码基因在制备转基因植物的应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种枸杞植物络合素合成酶，是SEQIDNO.1所示的氨基酸序列。

枸杞植物络合素合成酶编码基因，是SEQIDNO.2所示的脱氧核苷酸序列。

含有枸杞植物络合素合成酶编码基因的重组载体、表达载体和重组菌。

枸杞植物络合素合成酶编码基因在制备转基因植物的应用，是将枸杞植物络合素合成酶编码基因导入目的植物中，得到耐高NaCl逆境胁迫的和耐受镉离子的转基因植物。

所述目的植物优选玉米、大豆、水稻、花生、向日葵、马铃薯、大麦、小麦、棉花、月季、洋桔梗、百合、安祖花、蝴蝶兰、大叶黄杨，胡杨或香花槐。

本发明的优点：本发明的枸杞植物络合素合成酶编码基因导入目的植物中，得到耐受镉离子能力高和耐盐能力高的转基因植物。

附图说明

图1.P1、P2引物以枸杞cDNA扩增LcPCS的PCR产物电泳图。

图2.pMD18T-LcPCS转化大肠杆菌PCR验证图。

图3.pMD18-T-LcPCS载体示意图。

图4.pET-28a-LcPCS载体转化的大肠杆菌和pET-28a-LcPCS质粒的PCR产物电泳图。

图5pET28a-LcPCS在大肠杆菌BL21中表达蛋白的电泳图。

图6.pCAMBIA2300-LcPCS载体酶切验证电泳图。

图7.pCAMBIA2300-LcPCS载体示意图。

图8.转LcPCS基因烟草基因组和pCAMBIA2300-LcPCS质粒PCR产物电泳图。

图9.转LcPCS基因玉米、大豆、水稻、花生、向日葵、马铃薯、棉花、大麦，小麦基因组PCR产物电泳图。

图10.转LcPCS基因月季、洋桔梗、百合、安祖花、蝴蝶兰基因组和pCAMBIA2300-LcPCS质粒PCR产物电泳图。

图11.转LcPCS基因大叶黄杨、胡杨、香花槐基因组和pCAMBIA2300-LcPCS质粒PCR产物电泳图。

具体实施方式