[发明专利]金属硫蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及金属硫蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

金属硫蛋白(metallothioneins，MT)是一类低分子量(6000～7000Da)、高Cys含量，具有金属结合能力的多肽，广泛存在于生物界。它具有独特的氨基酸排列顺序，即多肽的N端和C端具有两个富含Cys的金属结合结构域。Cyc残基与许多金属离子以硫醇键形式结合形成金属硫的四面体单位。由于MT特有的氨基酸组成与分子结构，它在生物体内担负着重要的生理功能。目前对植物MT功能的研究还处于起步状态，尚无十分明确的结论。一般认为MT在金属离子的储存和运输、重金属的解毒、维持金属离子浓度稳态等方面起重要作用。另外，MT还与植物的生长发育、胚胎发生、果实成熟、衰老等过程有关。越来越多的研究表明MT是植物体内重要的氧自由基清除剂之一，能提高植物的抗氧化能力。

根据氨基酸尤其是Cys的排列方式，可以把植物中的MT分为四类。I型在根中表达量远远高于地上部分，II型则刚好相反，集中在叶中表达。III型主要在成熟果实中表达。而IV型迄今为止只在种子中发现，比如小麦胚芽和芝麻籽。水稻的MT家族包含11个成员，分别属于四类。除了被各种金属离子诱导外，其他一些刺激比如蔗糖饥饿、双氧水和盐胁迫也能提高水稻MT合成增加。初步研究表明，水稻MT参与了重金属代谢、种子发育和抗氧化过程。

水稻是一种重要的粮食作物，是世界上约1/3人口的主要粮食来源。现今世界范围内水稻的发展受到水资源匮乏以及地区性、季节性干旱的严重限制，增产潜力受到明显制约。中国作为发展中国家，飞速发展的工业化和城市化进程加剧了水资源危机。另外，由于农药的广泛使用，大量的汞、镉、铅等重金属造成土壤污染日趋严重。旱灾及各种污染影响了水稻的质量和产量。因此，对水稻抗旱、抗金属毒害等生理进行研究，以期提高其抗旱等抗逆能力，显得十分必要。

作物抗旱等非生物逆境研究是植物研究领域最具挑战性的工作之一。选择合适的研究材料是关键的第一步。陆稻原产于巴西，又称巴西旱稻。一般认为，旱稻是由水稻演变而来的适于旱地栽培的“土地生态型”，因而陆稻的抗旱性比水稻强。陆稻与水稻的亲缘性很近。比起远缘的双子叶植物比如拟南芥等，从陆稻研究中得到的功能基因应用于水稻抗旱实践更具效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属硫蛋白及其编码基因与应用。

本发明所提供的金属硫蛋白，命名为OsMT1a，来源于巴西旱稻，是如下a)或b)的蛋白：

a)序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸由a)衍生的蛋白质。

为了使a)的OsMT1a蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列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