[发明专利]水稻自噬相关蛋白OsATG8b及其基因的新应用

说明书

技术领域

本发明属于生物基因工程领域，具体涉及水稻自噬相关蛋白OsATG8b(Oryzasativa Autophagy-relatedGene8b)及其编码基因和在调控酿酒酵母对镉耐受和积累方面的应用。

背景技术

自噬是一种真核细胞中保守的代谢途径，在真核生物中广泛存在，主要介导细胞内物质 分解和养分循环利用。在植物中，已有研究表明，自噬途径参与应答植物生长、发育和逆境 响应等多个生理过程。自噬相关蛋白ATG8是参与自噬小体形成的关键因子之一。ATG8是一 种泛素类似蛋白，其序列的典型特征是在氨基端含有2个α螺旋，而在其羧基端则形成一个类 似泛素的核心。ATG8经一个类泛素结合系统与脂类物质磷脂酰乙醇胺(PE)相连形成 ATG8-PE。ATG8-PE定位于自噬膜上，有助于形成自噬小体。自噬小体可将细胞内毒性蛋白， 失活蛋白或损伤细胞器包裹起来，经自噬降解后，其中对细胞有益的成分可进入再循环利用。 自噬途径一方面帮助细胞清除细胞内的废弃物，另一方面又将废弃物进行分解，重新利用其 中的营养元素，类似于一个细胞内的垃圾回收处理系统。目前为止，在植物中，有关细胞自 噬的分子机理和生理功能研究仍然仅限于拟南芥等模式物种上，在重要农作物中的报道较少。

已有的研究表明，水稻中至少存在33个自噬相关蛋白，参与应答水稻在激素处理、氮饥 饿与逆境下的表达反应。该基因编码一个水稻自噬相关蛋白基因，该基因在水稻基因组数据 库(MSURiceGenomeAnnotationProjectDatabaseandResource, http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml)中的编号为LOC_Os04g53240，命名为OsATG8b (OryzasativaAutophagy-relatedGene8b)。该基因编码一个包含360个核苷酸的开放阅读框，其 序列如SEQIDNO.1所示。其编码蛋白具有119个氨基酸残基，其序列如SEQIDNO.2所示。

重金属镉是一种毒性元素，极易在水稻体内富集，并通过食物链进入人体，危害人体健 康。我国水稻栽培区耕地土壤镉污染极其严重，因此，通过克隆水稻镉耐受及解毒相关基因， 并研究该基因对稻米镉积累的影响，具有重要的意义。

目前，还没有文献报道水稻自噬相关蛋白OsATG8b基因是否能影响重金属(特别是镉) 在水稻中的的耐受或者积累。

在本发明中，主要公开了其中的一个水稻自噬相关蛋白，OsATG8b，在参与水稻应答重 金属镉胁迫方面的应用，以及该蛋白在调控工程菌酿酒酵母对镉的耐受和积累方面的应用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种水稻自噬相关蛋白OsATG8b及其编码基因OsATG8b的 新应用。

本发明的水稻自噬相关蛋白OsATG8b，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示，其编码基因 OsATG8b的的cDNA核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。应当理解，考虑到密码子的简并性， 在不改变氨基酸序列的前提下，对上述编码基因的核苷酸序列进行修改，也属于本发明的保 护范围内。

氨基酸序列如SEQIDNO.2所示的水稻自噬相关蛋白OsATG8b和/或OsATG8b基因在提 高转基因植物对重金属的耐受中的应用，所述重金属为Cd、Cu、Zn，所述OsATG8b基因为 如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列，或为与SEQIDNO.1互补配对的核苷酸序列，或为编码 氨基酸序列如SEQIDNO.2所示的水稻自噬相关蛋白的核苷酸序列。