[发明专利]一种C2H2型转录因子基因及其应用

说明书

本发明公开了一种C2H2型转录因子基因asr1，其是在土生隐球酵母BSLL1‑1菌株中克隆的，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，编码如SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的蛋白质；本发明将带有潮霉素基因阻断的asr1重组片段导入土生隐球酵母中，土生隐球酵母asr1基因突变，突变菌株对多种离子胁迫的抗性增加，该突变菌株具有降低土壤中多种离子的应用潜力。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地，涉及土生隐球酵母编码C2H2型转录因子基因的核苷酸序列和氨基酸序列，涉及含有该基因的同源重组质粒和含有该同源重组片段的突变菌株，它们的制备方法，以及它们在抵抗环境中离子胁迫中的应用。

背景技术

逆境下植物细胞内常常靠积累无机离子来降低细胞内的渗透势，而根据植物种类的不同，植物体内积累和吸收的离子种类也不同，主要有K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等。而离子过多则会产生胁迫，离子胁迫会使植物产生营养亏损、呼吸受阻、渗透胁迫、生长减慢等问题。离子胁迫对植物整体发育的影响表现为缩短植物的生长周期，缩短植物的开花期，抑制植物器官和组织的生长，加速其发育进程。用NaCl处理过的植物幼苗，植物的干重、湿重，植株株高都会降低。盐胁迫对植物生理生化方面的影响主要体现在细胞脱水、膜结构和功能发生紊乱，细胞膜通透性发生改变。植物细胞质膜能维持其完整性和选择透过性，取决于细胞内外的一价离子(Na⁺，K⁺)和二价离子(Ca²⁺)之间的平衡，如果一方过量，会打破这个平衡，从而使细胞膜通透性发生改变。过量的Na⁺、Cl^-和Ca²⁺渗入植物细胞内会导致植物细胞叶绿体受损，细胞光合强度降低。它在影响植物光合作用的同时也会影响其呼吸作用，在盐胁迫下，植物的呼吸作用先会增强，而后随着植物的生长而减弱。离子过多还会降低植物的物质代谢能力，造成一系列不良反应。

土壤微生物是土壤生态体系的重要组成部分，在植物和土壤的相互作用过程中扮演着重要的角色。土壤微生物参与土壤养分转化、物质代谢、有机物分解、矿化以及污染物降解等多种生化反应。特别是，土壤微生物在土壤中污染物或者是重金属清除中发挥了重要作用，也即微生物修复技术。微生物修复技术是利用微生物（土著菌、外来菌、基因工程菌）对污染物的代谢作用而转化、降解污染物。微生物修复技术已成功应用于煤气厂址PAHs污染修复，石油烃污染土壤修复，农药污染土壤修复等。此外，重金属污染土壤的微生物修复主要是利用土壤中天然的微生物资源，削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性，从而使污染物的浓度降低到可以接受的水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质，也包括将其稳定化以减少其向周边环境扩散。在重金属污染土壤的生态修复中微生物主要通过以下几种方式起作用：（1）通过微生物的吸附、代谢达到对重金属消减、净化作用和固定作用；（2）通过微生物改变重金属的化学形态，使重金属固定或生物可利用性降低，减少重金属的危害；（3）土壤微生物通过氧化还原作用改变根际重金属形态或产生的有机酸可增加金属的溶解性，提高重金属的有效性，以利于植物吸收；（4）通过促进植物生长，提高植物抗病性、抗逆能力等方式间接影响修复效率。微生物抵抗金属离子毒性的一个重要手段是通过细胞壁与细胞膜的膜表面富集作用。当环境中含金属离子浓度较高时，微生物会先摄取一定量的金属离子，刺激其体内的抗性机制表达，促进胞内过多的金属离子外排，或者使外界金属离子进入不了细胞内，以此来降低环境中金属离子对菌体产生的毒性。