[发明专利]一种培育转基因高铜积累植物的方法

说明书

本发明公开了一种培育转基因高铜积累植物的方法。本发明提供了一种蛋白质在如下任一中的应用：a1）调控植物的抗铜性；a2）调控植物对铜的积累；a3）选育抗铜性增强的植物品种；a4）选育对铜的积累量增高的植物品种；所述蛋白质为由序列表中序列1‑序列4中任一所示的氨基酸序列组成的蛋白质。本发明通过基因工程技术将所述蛋白质的基因转移到拟南芥中，使其在植物细胞的细胞壁/细胞质/液泡中特异表达，可以显著提高拟南芥对重金属铜的积累能力（Cu积累量可提高2倍），且其Cu耐受性明显增强；本发明具有广泛的实用性，可实现在重金属污染的土壤上种植植物既能耐受重金属胁迫又能富集重金属离子，以获得新型的用于植物修复的植物品种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种培育转基因高铜积累及强铜抗性植物的方法。

背景技术

人类文明高度发展的今天，环境问题越来越受到人们的关注，其中重金属引起的土壤污染也日益成为科学家们研究的热点问题。土壤被重金属污染后，不仅直接影响作物产量和品质，还会通过食物链进入人体，严重影响人体健康和安全。

随着现代工农业的发展，铜已经成为了我国重金属污染土壤中主要的污染元素之一。环境中的铜主要来源于两个方面，一是自然本身，二是人类活动。地壳运动、火山喷发以及岩石风化等自然活动使大量的铜进入土壤和水体环境中，成为可被生物利用的形式。人类活动主要包括铜矿的大规模开采、冶炼产生的工业“三废”，含铜农药和化肥的过量使用以及城市生活垃圾的不当处理等。铜矿蕴藏丰富，人类开采铜矿的历史悠久，并且铜的化学性质不活泼，被广泛应用于现代工业，制造业和生活的许多方面。铜矿在开采和冶炼过程中会对当地的土壤和水体造成严重的污染。

在清除铜污染的实践中，传统的物理化学方法主要是通过土壤本身的物理化学性质，通过电动修复、改土法、淋洗法等清除土壤中的铜，或者向土壤中投入改良剂如羟基磷灰石等来降低土壤中的有效铜含量。这些方法有的费用高，易破坏土壤结构，不易操作，没有从根本上将铜从被污染环境中清除。这些缺点阻碍了上述方法的大规模应用。

与传统的环境修复技术相比，植物修复具有成本低，环境友好，效果永久，一般无二次污染等优点，是从根本上解决重金属污染问题的重要手段。近年来，植物修复技术以其自身的优势成为重金属污染修复的研究热点，但其实施依赖于理想的超富集植物。通过基因工程等技术发现和鉴定超富集相关基因并研发新型超富集植物是植物修复技术发展的关键环节。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种来自大肠杆菌的CusF蛋白，或其融合蛋白的新用途。

本发明所提供的新用途，具体为蛋白质、所述蛋白质的编码基因，或含有所述编码基因的重组载体在如下a1）-a4）任一中的应用：

a1）调控植物的抗铜性；a2）调控植物对铜的积累；a3）选育抗铜性增强的植物品种；a4）选育对铜的积累量增高的植物品种；

所述蛋白质为如下（I）-（IV）中任一种：

（I）由序列表中序列1或序列1的第22-110位所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（II）由序列表中序列2或序列2的第1-113位所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（III）由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（IV）由序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质，或由序列4缺失第116-354位后所形成的蛋白质。