[发明专利]培育高含硫氨基酸的转基因苜蓿的方法及其专用材料

说明书

技术领域

本发明涉及培育高含硫氨基酸的转基因苜蓿的方法及其专用材料。

背景技术

苜蓿是苜蓿属（Medicago）植物的通称，是一种多年生开花植物，其中最著名的是作为牧草的紫花苜蓿（Medicago sativa L.）。紫花苜蓿是苜蓿属中很重要的多年生野生豆科牧草，主要分布在中国、蒙古、俄罗斯、巴基斯坦、印度、土耳其等国家。我国的紫花苜蓿品种资源丰富，主要分布在我国的东北、华北、西北地区。与其它种比较，紫花苜蓿具有抗逆性强、耐寒、耐旱、耐瘠薄和寿命长等突出特点，适宜在干旱、寒冷的地区种植，是我国北方建设高产优质人工草地的首选。紫花苜蓿为优质豆科牧草，开花期含粗蛋白22.75％、粗脂肪1.78％、粗纤维22.84％。虽然紫花苜蓿的蛋白含量较高，但是其蛋白质中含硫氨基酸的含量较低。实验证明含硫氨基酸含量的增加可提高羊毛产量22%以上，增产的幅度在22%～104%，同时还可增加牲畜的重量。创制高含硫氨基酸的苜蓿品种将促进畜牧业的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种培育氨基酸含量改变的转基因苜蓿的方法及其专用材料。

本发明所提供的培育氨基酸含量改变的转基因苜蓿的方法，包括向受体苜蓿中导入天冬氨酸激酶编码基因和腺苷硫酸还原酶编码基因，得到氨基酸含量改变的转基因苜蓿；

所述转基因苜蓿具有下述1）-4）中的全部特性或至少一种特性：

1）所述转基因苜蓿与所述受体苜蓿相比，甲硫氨酸含量提高；

2）所述转基因苜蓿与所述受体苜蓿相比，半胱氨酸含量提高；

3）所述转基因苜蓿与所述受体苜蓿相比，天冬氨酸含量提高；

4）所述转基因苜蓿与所述受体苜蓿相比，赖氨酸含量提高；

所述天冬氨酸激酶是如下a）或b）的蛋白质：

a）氨基酸序列如SEQ ID No.2第65-512位所示的蛋白质；

b）将SEQ ID No.2第65-512位经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有天冬氨酸激酶活性的由a）衍生的蛋白质；

所述腺苷硫酸还原酶是如下c）或d）的蛋白质：

c）氨基酸序列如SEQ ID No.4第65-330位所示的蛋白质；

d）将SEQ ID No.4第65-330位经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有腺苷硫酸还原酶活性的由c）衍生的蛋白质。

其中，SEQ ID No.2由512个氨基酸残基组成，为叶绿体引导肽腺苷硫酸还原酶融合蛋白TP-AK的氨基酸序列，SEQ ID No.2的第1-62位为叶绿体引导肽TP的氨基酸序列，SEQ ID No.2的第65-512位为天冬氨酸激酶AK的氨基酸序列。SEQ ID No.4由330个氨基酸残基组成，为叶绿体引导肽腺苷硫酸还原酶融合蛋白TP-APR的氨基酸序列，SEQ ID No.4的第1-62位为叶绿体引导肽TP的氨基酸序列，SEQ ID No.4的第65-330位为腺苷硫酸还原酶APR的氨基酸序列。

上述方法中，所述氨基酸含量是指叶片中的氨基酸含量。所述转基因苜蓿与所述受体苜蓿相比，总氨基酸含量没有差异。

上述方法中，所述天冬氨酸激酶编码基因可为如下1）或2）或3）或4）所示的基因，和/或所述腺苷硫酸还原酶为如下5）或6）或7）或8）所示的基因：

1）编码所述天冬氨酸激酶的DNA分子；

2）其编码序列是SEQ ID No.1的第1196-2542位核苷酸的DNA分子；

3）在严格条件下与1）限定的DNA分子杂交且编码所述天冬氨酸激酶的DNA分子；

4）与1）限定的DNA分子具有90％以上的同源性且编码所述天冬氨酸激酶的DNA分子；

5）编码所述腺苷硫酸还原酶的DNA分子；

6）其编码序列是SEQ ID No.3的第1196-1996位核苷酸的DNA分子；

7）在严格条件下与1）限定的DNA分子杂交且编码所述腺苷硫酸还原酶的DNA分子；

8）与1）限定的DNA分子具有90％以上的同源性且编码所述腺苷硫酸还原酶的DNA分子。