[发明专利]吊兰根系硝酸盐转运蛋白CcNPF8.3.1及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种吊兰根系硝酸盐转运蛋白CcNPF8.3.1及其编码基因与应用。本发明从吊兰根部中克隆了一个硝酸盐转运蛋白的编码基因CcNPF8.3.1，并将该基因导入△ynt‑Leu双突变多形汉逊酵母中，得到转CcNPF8.3.1酵母。通过试验证明：CcNPF8.3.1蛋白具有硝酸盐转运蛋白的功能，能提高植物的氮素利用效率，使植物快速生长。

技术领域

本发明涉及一种吊兰根系硝酸盐转运蛋白CcNPF8.3.1及其编码基因与应用。

背景技术

氮素是植物生长发育所必须的基本营养元素，在植物生长发育和形态建成中起着重要作用，其对作物的生命活动和产量形成也具有重要意义。硝酸盐(NO₃^-)是大多数作物最主要的氮源，硝酸盐供应量不足会严重抑制作物的生长发育。生理学研究表明，植物从土壤中吸收NO₃^-需有一整套高-和低-亲和力NO3^-转运系统参加，NO₃^-的进入由跨质膜的H⁺梯度驱动。有些NO₃^-转运系统是组成型表达，有的则受NO₃^-诱导，且随着NO₃^-的同化呈负反馈调控。

吊兰属百合科多年生常绿草本植物。其根系在水中蔓延生长，生长迅速，根系发达，茂密浓郁。在适宜的环境条件下快速蓬勃生长。仅仅用两天能够长出一个侧根。

在过去几十年中，多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha，又称Pichia angusta)已经成为一种公认的模式生物。广泛应用于研究甲醇代谢、硝酸盐吸收机制等。在多形汉逊酵母中，所有与硝酸盐代谢相关的基因紧密地排列成基因簇，总长1040bp的DNA片段中大约92％为编码DNA。多形汉逊酵母可以同化硝酸盐并把硝酸盐作为唯一氮源，它只有一个高亲和硝酸盐转运蛋白(nitrate transporters,Ynt 1)，可以转运硝酸盐但是不能转运氯酸盐。YNT1结构上属于NNP(nitrate-nitrite porter)家族并且受到硝酸盐和亚硝酸盐的诱导。汉逊酵母基因YNT 1,YNR 1和YNI1分别编码硝酸盐转运蛋白、硝酸盐还原酶(nitratereductase),亚硝酸盐还原酶(nitrite reductase)，它们的表达受硝酸盐和亚硝酸盐诱导并受按盐和谷氨酸抑致。YNT 1缺失突变(ynt1)可以导致菌株在硝酸盐浓度低于500μM的条件下不能转运或生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种吊兰根系硝酸盐转运蛋白CcNPF8.3.1及其编码基因与应用。

本发明提供了一种蛋白质，克隆自吊兰，命名为CcNPF8.3.1，是如下(a1)或(a2)：

(a1)由序列表中序列5所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(a2)将序列5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/或添加且具有硝酸盐转运功能的由序列5衍生的蛋白质。

为了使(a1)中的CcNPF8.3.1蛋白便于纯化和检测，可在由序列表中序列5所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列