[发明专利]石蒜S-腺苷甲硫氨酸合成酶及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学和基因工程领域，更具体地，涉及石蒜(Lycoris radiata)S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)及其编码基因与应用。

背景技术

随着工业现代化、灌溉地和大棚面积的扩大，土壤次生盐渍化也日趋严重，以盐碱为例，目前全国有盐碱地近15亿亩，有2000多万公顷盐碱荒地有待开垦。盐碱土壤会影响植物的生长发育，造成作物减产，并使生态环境日益恶化。如何通过提高作物抗渗透胁迫能力，充分利用盐碱地资源以增加耕地面积，增加粮食产量和节约水资源，已成为挖掘盐碱地的生产潜力，保持我国农业持续高效发展的重大问题。

通过提高作物抗渗透胁迫能力，培育耐盐碱作物品种来充分利用盐碱地资源是一条经济而有效的途径。利用传统方法培育耐盐碱品种受到种源限制，随着耐盐碱分子机制的研究和现代分子生物技术的飞速发展，鉴定、克隆相关目的基因并加以利用，为培育高效耐盐碱植物开辟了新的途径，为改良盐碱地展示了良好的发展空间，但是克隆具有自主知识产权的新基因是重要前提。

发明内容

本发明的目的在于提供一种来自于抗逆性较强的石蒜中的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-Adenosylmethionine Synthetase，SAMS)及其编码基因。

本发明方法所述的石蒜S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因由1206个碱基组成，含一个完整的开放阅读框，为序列表中的序列1，将此基因命名为LrSAMS。

本发明的石蒜S-腺苷甲硫氨酸合成酶由401个氨基酸残基组成，为序列表中的序列2。开放读码框的起始密码子为ATG，终止密码子为TAA。LrSAMS蛋白的理论分子量为43.9Da。

含有上述序列1及其开放阅读框的多核苷酸的载体，以及用上述序列1及其开放阅读框的多核苷酸转化的生物细胞，均是本发明需要保护的内容。

以下便结合实施例并附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述。

附图说明

图1为石蒜LrSAMS蛋白序列与其它生物的SAM蛋白序列比对结果

图2为NaCl处理时LrSAMS基因表达半定量分析电泳图谱

图3为IPTG诱导不同时间LrSAMS蛋白表达的SDS-PAGE电泳图谱

图4为NaCl、KCl处理后重组菌株与原始菌株生长曲线

具体实施方式

实施例1、基因LrSAMS的克隆

石蒜S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因是通过建立NaCl处理石蒜全长cDNA文库，经过cDNA序列与NCBI数据库进行同源性比对，筛选获得的。

1.1NaCl处理石蒜全长cDNA文库的构建

根据Clontech公司Creator SMART cDNA Library Construction Kit的操作程序，构建成了NaCl处理石蒜全长cDNA文库。

1.2LrSAMS全长序列

文库大量测序后，发现一个与其他生物S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因高度同源的序列，经过序列比对，证实已获得石蒜S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因全长序列，命名为LrSAMS。序列分析，该基因开放阅读框为1206bp，编码401个氨基酸，预测蛋白大小为43.9kDa，理论等电点为5.40。

1.3LrSAMS蛋白的同源性及结构分析

为了将石蒜LrSAMS的蛋白序列与其它生物的SAMS蛋白进行同源性分析，从NCBI网站上检索到拟南芥(Arabidopsis thaliana)，水稻(Oryza sativa)，玉米(Zea mays)，酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，人(Homo sapiens)等9种SAMS同源蛋白序列。通过DNAMAN软件分析结果表明：石蒜LrSAMS蛋白的氨基酸序列与棉花的SAMS蛋白同源性最高，为91.5％，与水稻、玉米和拟南芥SAMS蛋白的同源性分别为91.0％，90.8％和89.5％，与大肠杆菌和酵母的同源性较低(分别为52.5％和58.9％)，见图1。

序列分析发现LrSAMS包含SAMS蛋白的保守结构域GAGDQGHMFGY和GGGA，甲硫氨酸结合保守元件22-GHPDK-26，109-PDIAQGVHGHFTKRP EEI-126则是S-腺苷甲硫氨酸合成酶的活性位点。ATP结合位点在127-GAGDQG-132，磷酸盐结合区是274-GGGAFSGKD-282(图1)。

实施例2、盐处理下LrSAMS表达情况