[发明专利]甘蔗蔗糖转运蛋白ShSUT2类基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物蔗糖转运蛋白编码基因与应用，特别是甘蔗ShSUT2类蔗糖转运蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

甘蔗是一种重要的糖料和能源作物。甘蔗产蔗糖达到世界范围内的70%，占我国食糖产量的92%；甘蔗还用于生产生物燃料酒精和发电等。目前提高甘蔗产量的途径，一方面是通过扩大种植面积，一方面是通过选育和推广优良甘蔗高糖高产新品种或高纤维能源甘蔗新品种。常规育种仍然是培育甘蔗优良品种的主要手段。然而受到甘蔗种质资源遗传背景狭窄、花期不同、育种目标相关性状遗传规律，生理指标研究不够深入等因素限制了甘蔗常规育种的发展，在我国仍缺乏即高糖又高产及能源型甘蔗新品种。甘蔗分子育种多集中于抗病、抗逆品种等方面的研究，仍未有高糖高产品种的报道。高糖品种选育仍是甘蔗育种的重要目标。

通过常规育种进行的高糖品种选育受到了限制，国内外科学家也已经致力于提高甘蔗糖分的分子育种研究，如对甘蔗内源蔗糖和葡萄糖代谢关键酶（液泡酸性转化酶、中性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、醛缩酶、UDP葡萄糖水解酶）基因进行改造，转基因甘蔗植株总蔗糖含量没有提高；另外将外源蔗糖异构酶基因、洋蓟果糖基转移酶基因等导入甘蔗中，蔗糖含量下降，酶合成糖类物质含量上升，总糖含量并未提高。甘蔗体内蔗糖积累是一个动态的过程，受多种因素影响，如内在因素（光合作用效率、蔗糖代谢关键酶活性、光合同化物的输出能力、激素等）和外在因素（温度、水分、营养、病虫害、倒伏等），对于甘蔗体内单一基因的改造并没有从根本上提高甘蔗的糖含量，急需进一步深入研究甘蔗蔗糖含量和产量性状的分子遗传机制，发现蔗糖积累调控的关键控制点，才能使甘蔗的遗传改良发生质的变化。

目前关于甘蔗蔗糖积累的分子遗传机制仍不清楚，报道的功能明确的内源调控基因较少。基于高糖和能源甘蔗育种的研究现状和重要性，有必要发掘甘蔗中的蔗糖积累调控关键基因。蔗糖转运蛋白家族基因是目前研究植物碳水化合物运输和分配分子调节机制的热点基因，该类基因在蔗糖的输出、长距离运输以及碳水化合物的分配方面起重要调节作用，并调节植物的生长发育、品质形成和对逆境的适应性等。因此，分离与鉴定甘蔗中蔗糖转运蛋白基因，有利于阐明甘蔗蔗糖积累机制，并通过基因工程手段应用于高糖和能源型甘蔗的定向分子育种。

发明内容

本发明的目的是提供了植物蔗糖转运蛋白及其编码基因和应用。

本发明提供的蛋白（ShSUT2)，是一种蔗糖转运蛋白，来源于甘蔗（Saccharum officinarum L.),是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列2和4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列2和4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/或添加且参与蔗糖转运的由序列2和4衍生的蛋白质。

序列表中序列2由598个氨基酸残基组成，而序列表中序列4由592个氨基酸残基组成，都具有GPH-Sucrose super family的保守结构域和MelB domain序列。

为了便于ShSUT2的纯化，可在由序列2和4的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基端或羧基端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列