[发明专利]一种来自烟草的钾转运蛋白TPK1及其编码基因与应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体公开了一种来自烟草的钾转运蛋白TPK1及其编码基因与应用。本发明首次提供了分离自烟草的TPK1基因，所述TPK1基因全长1062bp，经功能验证，本发明提供的TPK1基因转入钾吸收缺陷型酵母突变株R5421后，表达所述TPK1基因的重组酵母重新具有了钾离子吸收和转运的功能。因此，本发明提供的TPK1基因具有促进钾离子吸收和转运的功能。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地说，涉及一种来自烟草的钾转运蛋白TPK1及其编码基因与应用。

背景技术

钾离子通道是允许钾离子特异通透质膜的离子通道，而阻碍其他离子通透-特别是钠离子。这些通道一般由两部分组成：一部分是通道区，选择并允许钾离子通过，而阻碍钠离子；另一部分是门控开关，根据环境中的信号而开关通道。

现有技术对于钾离子通道基因的研究在模式植物拟南芥中比较广泛，例如，研究表明模式植物拟南芥中TPK/KCO通道包括两孔钾通道TPK(也称串联孔通道)和一个Kir-型通道。拟南芥基因组中具有5个这样的基因(TPK1-5，为串联孔钾，K⁺，命名为，AtTPKs)来编码两孔钾通道，植物两孔钾通道由信号分子如细胞内的H+与钙以及物理因素如温度与压力来调节(Hermann et al.,2005；Dunkel et al.,2010；Wendy et al.,2015)；在拟南芥中TPK1研究最清楚，它具有一个Ca²⁺结合的EF手型结构域，在拟南芥中TPK1，2，3，5定位在液泡膜上，而TPK4则定位在质膜上，液泡膜上通道与14-3-3蛋白(称为一般调控因子，GRFs)相互作用，表明在蛋白与蛋白相互作用水平的调节。GUS染色的结果表明，At TKPK1在有丝分裂旺盛的组织中也有表达，At TPK1在根及叶中有强烈的表达(Dunkel et al.,2008；Voelkeret al.,2010；Schonknecht et al.,2002)。

烟草是一种耗钾量很大的作物，烟叶钾含量是衡量烟叶品质的的重要指标，目前，对于烟草中钾离子通道的研究较少，烟草TPK的功能未知。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种来自烟草的钾转运蛋白TPK1及其编码基因与应用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明首先提供一种钾转运蛋白，获自烟草，命名为TPK1蛋白，是如下(a)或(b)

(a)其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；

(b)SEQ ID NO.1所示序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物钾离子吸收和转运调控相关的由(a)衍生的蛋白质。

上述(b)中的TPK1蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的TPK1蛋白的编码基因可通过将SEQ ID NO.2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变而得到。

编码所述TPK1蛋白的基因(TPK1基因)也属于本发明的保护范围。

所述基因具体可为如下1)或2)或3)的DNA分子：

1)编码区如SEQ ID NO.2所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码与植物钾离子吸收和转运调控相关蛋白的DNA分子；

3)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码与植物钾离子吸收和转运调控相关蛋白的DNA分子。

上述严格条件可为用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA杂交实验中65℃下杂交并洗膜。