[发明专利]一种重金属转运蛋白PhHMA5II-1及其相关产品和用途

说明书

本发明公开了一种重金属转运蛋白PhHMA5II‑1及其相关产品和用途。所述蛋白为如下(1)或(2)的蛋白：(1)由如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白；(2)将如SEQ ID NO.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/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白。本发明的重金属转运蛋白PhHMA5II‑1的靶序列，经基因编辑技术与pYLCRISPR/Cas9载体连接后导入矮牵牛中形成矮牵牛突变体，经铜胁迫后，该矮牵牛突变体的花瓣中的铁含量明显降低，铜和锰含量也有不同程度的下降；同时矮牵牛突变体的生长得到了促进，特别是花瓣的数量性状得到了提高，尤其是花瓣的重量。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及一种重金属转运蛋白PhHMA5II-1及其相关产品和用途。

背景技术

重金属如铜，是我国土壤的重要污染源之一，过量的铜会严重影响植物的生长。若铜通过食物链进入人体内，将影响人体的健康。所以在铜污染严重的土壤上，用花卉等经济作物代替粮食作物种植能够有效合理的利用土地。

高浓度铜，能够引起植物体叶片和花瓣内铁离子平衡的失调，从而导致植物的光合作用速率降低，生物量降低，从而严重影响植物的生长和发育。但由于对植物特别是花瓣内中重金属，例如铜转运的分子机理，特别是铁和铜离子互作的分子调控机理尚不清楚，严重影响了抗性花卉植物的筛选和选育。

矮牵牛是重要的园林造景植物，因其花色丰富，花期长等特点，是世界最受欢迎的道路和园林布景花卉，有花坛之王的美誉。HMA5属于植物重金属转运家族蛋白，是植物中最重要的铜解毒蛋白之一。它能够利用水解ATP产生的能量将单价的铜离子泵出细胞或者泵入液泡，从而达到铜解毒的作用。但目前对其功能机理的研究主要集中在拟南芥和水稻等植物的根部。然而，其在花卉植物中的研究尚少，尤其是在花瓣中的提高重金属转运能力或提高重金属耐受性的研究很少。此外，HMA5家族蛋白转运铁的功能也未见报道。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种重金属转运蛋白PhHMA5II-1及其相关产品和用途，进而解决现有技术中的问题。

本发明目的之一在于提供一种重金属转运蛋白PhHMA5II-1，所述蛋白为如下(1)或(2)的蛋白：

(1)由如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白；

(2)将如SEQ ID NO.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/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白。

本发明目的之二在于提供上述所述蛋白相关的生物材料，包括如下任一种：

a)编码如上述所述蛋白的多核苷酸；

b)含有a)所述多核苷酸的重组表达载体；

c)含有a)所述多核苷酸的生物工程菌，或含有b)所述重组表达载体的生物工程菌；

d)含有a)所述多核苷酸的转基因植物细胞，或含有b)所述重组表达载体的转基因植物。

根据本申请的技术方案，a)中，所述多核苷酸包括如SEQ ID NO.1所示序列。

本发明目的之三在于提供如上述所述蛋白作为靶标用于提高植物对重金属耐受性或提高植物重金属转运能力中的用途；优选包括促进植物生长，包括促进根系生长、提高花瓣的数量性状。本申请中，花瓣的数量性状包括花径、花型、花瓣大小和花瓣重量。

本发明目的之四在于提供如上述所述的蛋白质或如上述所述的生物材料在筛选用于提高植物对重金属耐受性或提高植物重金属转运能力产品中的用途；优选包括促进植物生长，包括促进根系生长、提高花朵的数量性状。