[发明专利]花生AhPEPC5基因片段在提高微生物对渗透胁迫与盐胁迫耐受能力中的应用

说明书

本发明公开了花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因AhPEPC5片段在提高微生物对渗透和盐胁迫中的应用。本发明通过首次构建含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶重要功能结构域的AhPEPC5基因片段的原核表达载体，转化大肠杆菌进行重组表达，结果表明，AhPEPC5蛋白片段在大肠杆菌中有明显的表达，且表达了AhPEPC5蛋白片段的原核生物大肠杆菌对高渗胁迫和盐胁迫的具有更强的耐受性，说明花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因AhPEPC5片段在通过基因转化促进微生物抵抗高渗和盐胁迫方面以及微生物工业方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地，涉及一种花生AhPEPC5基因片段在提高微生物对渗透胁迫与盐胁迫耐受能力中的应用。

背景技术

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（Phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC，EC4.1.1.31）是一种重要的变构调节酶，在Mg²⁺（或Mn²⁺）和HCO₃^﹣的存在下，可以催化磷酸烯醇式丙酮酸（Phosphoenolpyruvate，PEP）的β-C羧基化，生成草酰乙酸（Oxaloacetate，OAA）和无机磷酸（inorganic phosphate，Pi）（Svensson P et al., Arch Biolchem Biophys,2003, 414:180-188; O'Leary B et al., Biochem J, 2011, 436:15-34）。PEPC广泛存在于维管植物，藻类，蓝藻，光合细菌和原生动物中，与光合作用和碳同化等代谢途径密切相关，同时研究发现PEPC参与了植物对胁迫的响应过程。但在动物和真菌中尚未发现PEPC的存在（Izui K et al., Annu Rev Plant Biol, 2004, 55:69-84）。

花生（Arachis hypogaea L.）是广泛栽培的的重要油料作物，全球种植面积约5900万亩。花生种子不仅含丰富的脂肪酸（占种子的50 %），而且能为人体提供氨基酸以及维他命和矿物质等，营养价值甚高。花生种子是食用油和食用植物蛋白的重要来源可以直接加工成农副产品产生经济效益。花生的产地包括气候炎热的热带和亚热带地区，其中不少品种对高温和干旱等环境胁迫具有非常好的适应性。目前发现花生PEPC家族有5个基因，可分为AhPEPC1、AhPEPC2、AhPEPC3和AhPEPC4基因编码植物型PEPC及AhPEPC5基因编码细菌型PEPC。

目前，关于花生PEPC基因尤其是AhPEPC5基因在提高微生物对渗透胁迫与盐胁迫耐受能力中的研究目前还未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供花生AhPEPC5基因片段在提高微生物对渗透胁迫与盐胁迫耐受能力中的应用。

本发明在花生品种汕油523（Arachis hypogaea L. Shanyou 523）中克隆得到磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶AhPEPC5基因序列片段，该基因完整序列在GenBank中的登录号为FJ222828。所述AhPEPC5基因片段核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，该序列长度为549 bp，编码183个氨基酸残基的蛋白片段，所述蛋白片段的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。所述AhPEPC5蛋白片段氨基酸序列中包含与PEPC酶催化活性密切相关的草酰乙酸结合位点功能结构域。

同时，本发明还请求保护用于扩增AhPEPC5基因片段的引物对，包括正向引物和反向引物，其核苷酸序列依次如SEQ ID NO:3～4所示。