[发明专利]一种来自烟草的钾转运蛋白KUP11及其编码基因与应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体公开了一种来自烟草的钾转运蛋白KUP11及其编码基因与应用。本发明首次提供了分离自烟草的KUP11基因，所述KUP11基因全长2391bp，经功能验证，本发明提供的KUP11基因转入钾吸收缺陷型酵母突变株R5421后，表达所述KUP11基因的重组酵母重新具有了钾离子吸收和转运的功能。因此，本发明提供的KUP11基因具有促进钾离子吸收和转运的功能。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地说，涉及一种来自烟草的钾转运蛋白KUP11及其编码基因与应用。

背景技术

钾转运体是能在外界钾离子浓度极低时将钾离子转运至细胞内的载体蛋白。钾转运体通常是一些跨膜蛋白，通过构象变化完成钾离子的跨膜转运，是一种需要ATP提供能量的主动运输过程，通常是K⁺/H⁺或K⁺/Na⁺协同运输。

现有技术对于钾转运体基因的研究在模式植物拟南芥中比较广泛，例如，研究表明拟南芥突变体kup6较野生型植株在干旱胁迫下的存活率降低，而35S::KUP6过表达转基因植株的耐旱能力却得到了明显的增强(Shabala et al.,2007)；而KUP7基因的突变体幼苗在低钾胁迫下表现出叶片黄化的低钾敏感表型，其根部的钾离子含量显著下降，KUP7基因功能的缺失使拟南芥幼苗在低钾条件下对钾的吸收能力降低、木质部汁液中钾离子浓度降低(Min et al.,2016)。

烟草是一种耗钾量很大的作物，烟叶钾含量是衡量烟叶品质的的重要指标，目前，对于烟草中钾转运体基因的研究较少，烟草KUP的功能未知。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种来自烟草的钾转运蛋白KUP11及其编码基因与应用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明首先提供一种钾转运蛋白，获自烟草，命名为KUP11蛋白，是如下(a)或(b)

(a)其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；

(b)SEQ ID NO.1所示序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物钾离子吸收和转运调控相关的由(a)衍生的蛋白质。

上述(b)中的KUP11蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的KUP11蛋白的编码基因可通过将SEQ ID NO.2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变而得到。

编码所述KUP11蛋白的基因(KUP11基因)也属于本发明的保护范围。

所述基因具体可为如下1)或2)或3)的DNA分子：

1)编码区如SEQ ID NO.2所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码与植物钾离子吸收和转运调控相关蛋白的DNA分子；

3)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码与植物钾离子吸收和转运调控相关蛋白的DNA分子。

上述严格条件可为用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA杂交实验中65℃下杂交并洗膜。

经研究发现，所述KUP11基因在促进钾离子吸收和转运方面发挥明显作用。

进一步地，本发明所述KUP11基因由以下步骤制备得到：

(1)设计PCR扩增引物，所述PCR扩增引物包括正向引物和反向引物：

正向引物：5’-ATGGCTTCAGCGTTAGGGAT-3’，