[发明专利]海岛棉脂质转运蛋白及其在纤维改良上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有脂质转运功能的蛋白，在棉花纤维中特异表达编码该蛋白的基因能够提高棉花品种的纤维长度。

背景技术

利用基因工程手段提高棉花的纤维品质包括棉花的纤维长度是当前棉花分子育种的重要方向。

植物脂质转运蛋白(LTP)是一类小分子碱性蛋白，占植物可溶性总蛋白的4％左右。LTP是一种多功能的蛋白家族，LTP蛋白家族的成员不仅参与了磷脂在生物膜之间的运输，而且还在生物膜、角质和脂质的形成、植物的生殖发育以及信号的转导等生物过程中发挥了重要的作用。近期的研究表明，LTP蛋白具有信号肽，可以从细胞内分泌到细胞外并定位于细胞壁上。LTP蛋白的细胞壁定位功能对于植物的抗病反应、抗逆境反应(高温、高盐、干旱协迫)、以及生物膜和脂质的形成具有重要作用。

在棉花的纤维发育过程中，脂类代谢在棉纤维快速伸长中发挥了重要的作用。在棉花胚培养基中添加碳链长度在20以上的脂类化合物能够促进纤维的伸长发育。烟草中脂类运输蛋白基因的研究表明，脂类运输蛋白具有疏松细胞壁的功能。但是到目前为止，哪种蛋白参与运输C20以上的脂类化合物并不清楚，利用基因工程手段提高棉花的纤维长度也没有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的脂质转运蛋白基因以及其片段、类似物和衍生物。

本发明的另一目的是提供编码这些多肽的多核苷酸。

本发明的另一目的是提供生产这些多肽的方法以及该多肽和编码序列的用途，尤其是在提高棉花脂质转运蛋白在胚细胞中的表达水平从而促进棉花纤维伸长方面的用途。

本发明人经过广泛而深入的研究，首次采用分子克隆方法从海岛棉胚特异表达的cDNA中分离获得了新的ltp基因，并且通过实验证实了它具有促进纤维伸长功能，ltp基因转入植物后可导致棉花纤维伸长。在此基础上完成了本发明。

本发明包括以下内容：

1、提供了一种新的分离出的脂质转运蛋白(以下简称为“LTP”蛋白质)，包含：

具有SEQ ID NO：2氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。较佳地，该多肽选自下组：(a)具有SEQ ID NO：2氨基酸序列的多肽；(b)将SEQ ID NO：2氨基酸序列经过一个或多个(较佳地1-20个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有促进棉花纤维伸长功能的LTP蛋白质活性的由(a)衍生的多肽。

2、提供了编码上述多肽的多核苷酸，选自：

(a)编码上述LTP蛋白质多肽的多核苷酸；和(b)与多核苷酸(a)互补的多核苷酸。较佳地，该多核苷酸编码具有SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的多肽。更佳地，该多核苷酸的序列是选自下组的一种：(a)具有SEQ ID NO：1中1-363位的序列；(b)具有SEQ ID NO：1中1-400位的序列。

3、提供了含有上述多核苷酸的载体，以及被该载体转化或转导的宿主细胞或者被上述多核苷酸直接转化或转导的宿主细胞。

4、提供了制备上述LTP蛋白质多肽的方法，该方法包含：(a)在适合表达的条件下，培养上述被转化或转导的宿主细胞；(b)从培养物中分离出具有活性的多肽。

5、提供了上述多核苷酸和LTP蛋白质多肽的用途，即，在培育提高棉花纤维长度的棉花品种方面的应用。

6、提供了一种改变植物脂质转运蛋白，以提高棉花纤维品质的方法，它包括步骤：

(1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有SEQ ID NO：1所示序列的多核苷酸，所述的LTP选自下组：

(a)具有SEQ ID NO：2氨基酸序列的多肽；

(b)将SEQ ID NO：2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有促进棉花纤维伸长的由(a)衍生的多肽；

(2)将植物细胞或组织或器官与步骤(1)中的农杆菌接触，从而使lpt基因编码序列转入植物细胞，并且整合到植物细胞的染色体上；

(3)选择出转入lpt基因的DNA编码序列的植物细胞或组织或器官；

(4)将步骤(3)中的植物细胞或组织或器官再生成植株。

在本发明中，术语“LTP蛋白质”、“LTP多肽”或“脂质转运蛋白”可互换使用，都指具有LTP氨基酸序列(SEQ ID NO：2)的蛋白或多肽。它们包括含有或不含起始甲硫氨酸的LTP蛋白质。