[发明专利]一种来源于苦参的蛋白质及其编码基因与应用

说明书

本发明实施例公开了一种蛋白质，所述蛋白质选自如下(a1)或(a2)：(a1)：氨基酸序列如SEQ ID NO.1所述的蛋白质；(a2)：将SEQ ID NO.1所示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/或添加且为结瘤因子受体由(a1)衍生的蛋白质。本发明实施例的通过苦参根部转录组中获得的苦参NFP基因，将该基因通过载体对苦参nfp突变体回补，使得回补的苜蓿nfp突变体具备结瘤能力，苦参NFP蛋白可作为结瘤因子受体，应用到受体植物中，以提高受体植物的固氮能力。在提高豆科植物共生固氮效率，减少化肥的使用方面具有较好的应用前景。

技术领域

本发明实施例涉及生物基因技术领域，具体涉及一种来源于苦参的蛋白质及其编码基因与应用。

背景技术

豆科苦参属(Sophora)有大约50个种，其中有报道可以结瘤是20个种。目前文献关于苦参属植物与根瘤菌共生的详细研究很少。之前有报道苦豆子(Sophoraalopecuroides)可以与来自6个属11个种的根瘤菌共生。2015年，新西兰的学者从本地的苦参属植物分离到48个菌株都属于中慢生根瘤菌,同时拥有独特的结瘤基因nodC发育地位。这些都表明苦参属植物是共生混杂性宿主。

豆科植物与根瘤菌共生固氮是重要的氮循环的途径。根瘤菌可以通过侵染豆科植物形成根瘤，固定空气中的氮气变成植物可以吸收的氨。随着人们对苦参需求量的增加，采挖野生的苦参不能满足需求量增长的需求,因此，苦参的人工栽培片区逐渐成立，主要分布在山西、甘肃、宁夏、内蒙等地。苦参是能与根瘤菌共生固氮的一种豆科植物，能够通过结瘤因子受体蛋白NFP去识别根瘤菌，从而根瘤菌侵染植物根部进去形成根瘤，让根瘤菌在根瘤里面共生固氮。

苦参(Sophora flavescens)是分布在亚洲东北部的药用多年生豆科植物。历史上苦参的根部被当做传统中药来治疗疾病。目前苦参的豆科植物特点可以被开发根瘤菌剂来发展可持续农业。尽管人们很早就认识苦参这种植物,但是却对于苦参的结瘤因子受体蛋白NFP信息毫无所知，这个蛋白对于识别苦参根瘤菌至关重要。这个蛋白突变了之后，不能与根瘤菌共生固氮，从而不能发挥共生固氮的能力。

在感知NF的过程中，LysM家族的两个成员被认为发挥重要作用：一是位于LysM I分支中包括百脉根的NFR1和苜蓿的LYK3；二是LysM II分支包括百脉根的NFR5和苜蓿的NFP。蛋白模型已经预测了受体蛋白与NF的结合位点，同时两个受体以纳摩尔水平浓度去结合NF。这个亲和力与激活共生信号尤其是钙离子振荡所需的NF的浓度一致。实验证明NFR1和NFR5对于根瘤菌的侵入同等重要，并且一起结合互作。但NFR5的胞内激酶似乎是无功能的，并且突变分析后也表明这个结构域对于侵染不需要。相反，NFR1有一个对共生信号至关重要的激酶结构域，并且有自我磷酸化能力。表明结瘤受体蛋白的激酶区是以多聚物形式发挥功能的，这种磷酸化转移的功能对于下游信号的激活至关重要。

综上所述，目前苦参中结瘤因子受体蛋白NFP的信息并未研究，从苦参中挖掘出结瘤因子受体蛋白NFP及其编码的基因序列，并将该蛋白质应用到其他豆科植物中，提高豆科植物的共生固氮率，减少化肥的使用，培育豆科植物新品种，具有重要的生物学意义及经济价值。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种来源于苦参的蛋白质及其编码基因与应用。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种蛋白质，其特征在于，所述蛋白质选自如下(a1)或(a2)：

(a1)：氨基酸序列如SEQ ID NO.1所述的蛋白质；

(a2)：将SEQ ID NO.1所示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/或添加且为结瘤因子受体由(a1)衍生的蛋白质。

本发明实施例提供的所述的蛋白质的编码基因。

所述编码基因选自如下(b1)或(b2):