[发明专利]一种烟草谷胱甘肽转移酶基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及烟草去毒代谢途径关键基因烟草谷胱甘肽转移酶基因NtGSTU17在烟用农药脱毒及农药安全剂筛选上的应用。

背景技术

谷胱甘肽转移酶(GlutathioneTransferase，GSTs)是自然界多样性最为丰富的蛋白酶之一。GSTs具有多种催化活性：可以将还原性谷胱甘肽(GSH)共价偶联到含有亲电子碳、氮、硫原子的非极性化合物上，从而使GSTs做为中心元件参与到药物、农药及其它异源物质的去毒代谢过程；GSTs还可以催化还原一些氧化胁迫的代谢产物，如过氧化物等，从而使得GSTs在防御病菌侵染和非生物胁迫中发挥重要的作用。植物体内的谷胱甘肽转移酶研究始于Fear在1970年对玉米抗除草剂阿特拉津GSTs的研究，此后在高梁、甘蔗、大豆、豌豆、烟草等作物体内也相继发现了GSTs活性。现代的研究已表明GSTs是植物体内普遍存在的一个同工酶家族，分为phi(GSTF)、tau(GSTU)、theta(GSTT)、lambda(GSTL)、DHAR、zeta(GSTZ)、DHCQD共7大类，其中phi类和tau类是植物所特有的GSTs蛋白。Tau类GSTs是植物GSTs家族中多样性最丰富的一类。用除草剂或过氧化氢处理水稻，水稻GSTU17(OsGSTU17)在不同组织中的转录水平明显不同，说明该基因在响应非生物胁迫信号时具有不同的调控机制。大豆GSTU4(GmGSTU4)转基因烟草表现出对除草剂甲草胺和消草醚的增强的耐受性，即GmGSTU4对这两种除草剂较高的脱毒效率。

农药安全剂是指可以显著提高作物去毒途径的酶的表达，如谷胱甘肽转移酶，从而降低农药在作物中的残留毒性达到相对安全的一类农用化学品。烟草是我国的重要经济作物，在国民经济中占重要的地位，但其在生产实践中生物病害、杂草等因素严重影响着烟草的生产，给烟农造成巨大经济损失。因此农药的施用在烟草生长阶段非常普遍，开发、筛选对烟草低毒尤其是在烟草中具有较高脱毒效率的农药安全剂对于降低农药残留、提高烟草品质具有重要意义，并且对其它作物具有借鉴、参考乃至使用价值。

发明内容

本发明的目的在于利用一种具有高去毒活性的谷胱甘肽转移酶来筛选烟用农药安全剂，为烟草农业提供参考。

本发明的技术方案是：

一种烟草谷胱甘肽转移酶蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNo：1所述。

一种烟草谷胱甘肽转移酶基因，编码权利要求1所述的烟草谷胱甘肽转移酶蛋白。

一种烟草谷胱甘肽转移酶基因，其碱基序列如SEQIDNO：2所示。

所述烟草谷胱甘肽转移酶基因的特异性核酸片段是序列表中SEQIDNO：2的第16-238和274-630位核苷酸序列。

所述的烟草谷胱甘肽转移酶基因在烟用农药筛选中的应用。

所述的烟草谷胱甘肽转移酶基因在农药脱毒中的应用。

本发明的有益效果是：本发明对栽培种烟草(NicotianatobacumL.)谷胱甘肽转移酶基因NtGSTU17进行了克隆，利用体外表达纯化技术对该基因表达产物进行了纯化，并对其活性进行了分析，利用荧光实时定量PCR(RT-PCR)技术对该基因在不同农药处理下的表达情况进行分析，为在烟草中具有高脱毒效率的农药筛选提供依据。

附图说明

图1为烟草GSTU17蛋白对CDNB的偶联活性；

图2为不同农药处理下NtGSTU17的相对表达量。

具体实施方式

烟草谷胱甘肽转移酶基因NtGSTU17编码蛋白质具有较高的CDNB偶联活性，一般认为高CDNB偶联活性意味着高的抗除草剂活性和去毒活性。在利用不同农药处理烟草幼苗时，烟草谷胱甘肽转移酶基因NtGSTU17表现出不同的表达特性，说明烟草对不同农药的抗性和脱毒效率不同。鉴于该基因表达蛋白所具有的去毒活性，其在去毒代谢反应中可能发挥重要作用，在筛选低毒、易清除农药及农药安全剂中具有一定的应用价值和应用前景，有必要通过专利加以保护。

本发明提供的基因来源于烟草(Nicotianatabacum)，命名为NtGSTU17，编码一种烟草谷胱甘肽转移酶蛋白，是如下(i)或(ii)的蛋白质：

(i)序列表中的SEQIDNo：1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(ii)序列表中的SEQIDNo：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/或添加且与植物谷胱甘肽转移酶相关的由序列1衍生的蛋白质。