[发明专利]LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用

说明书

本发明公开了LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用。本发明发现了定位于叶绿体的跨膜蛋白LHAP1，并且发现LHAP1基因的缺失突变体植株(lhap1)表现出叶色黄绿，光合效率降低。本发明通过对LHAP1的分离和基因功能的鉴定分析，确立了LHAP1在植物捕光色素蛋白LHCII转运过程中的调控作用，在实际生产中可利用该基因通过转基因手段调控LHCII蛋白含量。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用。

背景技术

在高等植物体内，捕光色素蛋白复合体(LHC)是一类捕获光能，并把能量迅速传至反应中心引起光化学反应的色素蛋白复合体。虽然高等植物体内的光系统I(LHCI)和光系统II(LHCII)都含有各自的捕光色素蛋白复合体，但由于LHCII结合占光合膜中近50％的色素和约1/3的蛋白质、生理功能复杂、且易被大量提取而倍受研究者的关注。LHCII的组分是一类结构相似、进化相关、由核基因(Lhcb)编码的蛋白与色素所形成的色素蛋白复合体家族(LHCB)。它们在类囊体膜中除了进行光能的吸收和传递之外，在维持类囊体膜的结构、调节激发能在两个光系统之间的分配、光保护以及对各种环境的适应等过程中都起着重要的作用。

根据编码其蛋白质组分的基因类型对LHCII的多肽组分进行了较系统的命名。LHCII主要由六种色素蛋白复合体组成，它们分别由Lhcb1、Lchb2、Lhcb3、Lhcb4、Lhcb5和Lhcb6六种基因型编码的蛋白与色素形成主体LHCII(LHCB1、LHCB2和LHCB3)以及微量LHCII(CP29、CP26和CP24)。LHCB蛋白的表达及运输到叶绿体的过程、影响激发能在两个光系统之间的分配、类囊体膜超微结构的调控，以及光合磷酸化、色素与蛋白重组等诸多方面。尽管在高等植物中，LHCB蛋白是目前研究最多、也是结构比较清楚的一类蛋白家族，但对其家族各成员的功能及它们的相互关系及影响因子的研究仍不深入。因此研究影响LHCB蛋白表达及转运的调控因子，并解析它的调控机制，加以应用来提高或有目的控制LHCB蛋白含量，从而提高植物光能转化效率具有一定的生产实践意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何调控植物光合作用。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了LHAP1蛋白的新用途；所述LHAP1蛋白为如下a)或b)或c)或d)的蛋白质在调控植物光合作用中的应用：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；

d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1、标签的序列