[发明专利]甘蔗蔗糖转运蛋白ShSUT3及其编码基因的应用

说明书

技术领域

本发明涉及蔗糖转运蛋白及其编码基因与应用，特别涉及来源于甘蔗的一个蔗糖转运蛋白ShSUT3及其编码基因与应用。

背景技术

蔗糖是高等植物光合作用的主要终产物之一，也是碳水化合物运输和贮藏的主要形式。同时蔗糖还是一种重要的信号分子，协调植物源库间的关系及对逆境如寒害和干旱等的应答防御。蔗糖在源叶中合成后，通过共质体或质外体途径装载进入韧皮部，进行长距离运输至库器官中卸载后，供库细胞生长发育需要或进行贮藏。蔗糖输出能力影响植物的光合作用效率和作物产量。

蔗糖韧皮部质外体装载或植物细胞从质外体空间中吸收蔗糖是一种蔗糖转运蛋白介导的过程。现有的关于植物蔗糖转运蛋白的研究表明多种植物中存在一个小家族的蔗糖转运蛋白。根据已有植物蔗糖转运蛋白序列聚类分析，Sauer将蔗糖转运蛋白分为4类：单子叶SUT1类、双子叶SUT1类、SUT2类和SUT4类；Braun和Slewinski以水稻基因组中不同类型蔗糖转运蛋白序列为基础将植物中的蔗糖转运蛋白分为5类：单子叶SUT1类、双子叶SUT1类、SUT2类、SUT4类和SUT5类。SUT1类蔗糖转运蛋白多参与韧皮部蔗糖装载和韧皮部蔗糖重吸收；SUT2类蔗糖转运蛋白参与蔗糖信号感应或蔗糖转运；SUT4类目前多证实参与液泡蔗糖输出；SUT5类具备蔗糖转运功能，但具体如何调节蔗糖分配仍不明确。不同类型蔗糖转运蛋白协同调节植物体内蔗糖的整体运输和分配，并影响植物体的整个生长发育过程。

甘蔗是一种高光效的糖料和能源作物，生产大量的蔗糖。蔗糖是甘蔗光合作用的主要产物。甘蔗源叶中蔗糖输出能力高低直接影响甘蔗的光合作用效率和库组织中积累的蔗糖含量。甘蔗品种选育过程中多选择蔗糖输出能力强的品种。目前甘蔗高糖育种处于瓶颈。甘蔗中蔗糖运输和分配机制较其它植物简单，克隆和鉴定参与甘蔗中蔗糖运输和分配的关键基因，可以辅助甘蔗品种选育，并利用基因工程手段定向改造获得高糖甘蔗新品种。甘蔗蔗糖装载和运输过程中，存在质外体装载、长距离运输途中筛管细胞质外体中蔗糖的重吸收、库细胞质外体空间蔗糖的吸收以及液泡中蔗糖浓度的控制、蔗糖信号的感应等均需要不同类型蔗糖转运蛋白的介导，蔗糖转运蛋白是甘蔗体内蔗糖运输和分配的关键分子。甘蔗中目前只报道一个蔗糖转运蛋白基因ShSUT1，编码蛋白参与韧皮部蔗糖的重吸收，其它类型蔗糖转运蛋白未见报道。克隆和鉴定甘蔗中其它类型的蔗糖转运蛋白基因，并转入甘蔗中，可以提高甘蔗蔗糖产出或用于生产能源特用型甘蔗。

发明内容

本发明的目的是提供了一种蔗糖转运蛋白及其编码基因与应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供蛋白（ShSUT3)，是一种蔗糖转运蛋白，来源于甘蔗（Saccharum officinarum L.)，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列1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/或添加且参与蔗糖转运的由序列1衍生的蛋白质。

序列表中序列1由534个氨基酸残基组成，具有GPH-Sucrose super family的保守结构域和MelB domain序列。

为了便于ShSUT3的纯化，可在由序列1的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基端或羧基端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列