[发明专利]HbCS3基因在提高原核表达菌生长速率、研究橡胶树抗逆境胁迫和产胶能力中的应用

说明书

本发明提供了HbCS3基因在提高原核表达菌生长速率、研究橡胶树抗逆境胁迫和产胶能力中的应用、以及携带HbCS3基因的重组体和重组大肠杆菌。HbCS3基因转入原核表达菌株后，能够显著提高菌株在正常及重金属胁迫下培养条件下的生长速率，在微生物的基因工程中具有良好的应用前景。HbCS3基因在雄花、树皮及种子中高表达，同时受乙烯利、割胶、高温和低温胁迫诱导上调表达，与橡胶树产量性状及抗逆境胁迫密切相关，可作为橡胶树转基因育种的重要靶基因，有望通过调控该基因的表达来合理挖掘橡胶树的产胶及抗逆潜力。此外，该基因可作为重要的基因资源，还可能在橡胶树以外的其他植物的基因工程中得到应用。

技术领域

本发明属于生物领域，具体涉及HbCS3基因在提高原核表达菌生长速率中的应用、HbCS3基因作为靶基因在研究橡胶树抗逆境胁迫和产胶能力中的应用，还涉及一种携带HbCS3基因的重组体及重组大肠杆菌。

背景技术

柠檬酸合酶(citrate synthase,CS,EC4.1.3.7)几乎存在于所有的生物体中，是细胞内多种代谢途径的关键限速酶及代谢变化的标志酶(葛亚东,潘蔚,汪劼,朱国萍.柠檬酸合酶的分子生物学研究进展.生物学杂志.2010,27(3):59-62.)。CS具有高度的底物特异性，仅催化乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸和辅酶A。CS具有多种同工酶，根据其存在于不同的亚细胞结构中，CS分为线粒体CS(mCS)和过氧化物酶体CS(gCS)(SchnarrenbergerC,Martin William.Evolution of the enzymes of the citric acid cycle and theglyoxylate cycle of higher plants.A case study of endosymbiotic genetransfer.European Journal of Biochemistry.2002,269(3):868-883.)。mCS是线粒体中三羧酸循环(TCA)起始的关键酶，参与细胞内主要的能量代谢；pCS是过氧化物体中的关键酶之一，参与细胞内脂肪酸的氧化以及细胞解毒过程。CS的活性变化直接导致细胞内乙酰辅酶A池的变化，而乙酰辅酶A是脂肪酸合成的主要原料来源，乙酰辅酶A池的变化将直接影响脂肪酸的合成。近年来，研究发现CS参与多种生理过程，如线粒体能量代谢、种子萌发和抗逆等(Schmidtmann E,AC,Orwat A,Leister D,Hartl M,Finkemeier I.Redoxregulation of Arabidopsis mitochondrial citrate synthase.Mol Plant.2014,7(1):156-69.Pracharoenwattana I,Cornah JE,Smith SM.Arabidopsis peroxisomal citratesynthase is required for fatty acid respiration and seed germination.PlantCell.2005,17(7):2037-48.Koyama H,Kawamura A,Kihara T,Hara T,Takita E,ShibataD.Overexpression of mitochondrial citrate synthase in Arabidopsis thalianaimproved growth on a phosphorus-limited soil.Plant Cell Physiol.2000,41(9):1030-7.童晋,詹高淼,王新发,刘贵华,华玮,王汉中.油菜柠檬酸合酶基因的克隆及在逆境下的表达.作物学报.2009,35(1):33-40.)。