[发明专利]一种小肽及其应用

说明书

本发明公开了一种小肽，其氨基酸序列分别如SEQ ID NO：2所示的第1至73位。并公开了这种小肽在提高酵母镉抗性、提高植物镉抗性和镉积累、提高镉螯合活性中的应用。这种小肽富含半胱氨酸，可用于培育镉耐受生物体，通过酵母遗传互补、植物分子遗传和生理生化等方法将该小肽的基因克隆转化至酵母和植物等生物体中，使其在生物体中过量表达，从而增强生物体对镉的抗性和促进对镉的积累，为通过生物技术的手段培育镉耐受并具有修复镉污染潜力的农作物提供了优异的基因资源。这种小肽去除了N端信号肽后，体外表达纯化的融合蛋白具有镉螯合活性。

技术领域

本发明属于生物技术和环境领域，尤其涉及一种小肽及其应用。

背景技术

镉是生物毒性最强的重金属之一，其经植物根系吸收后不仅可对植物造成很强的毒害进而严重威胁生态环境，而且可以通过食物链富集后危害人类的健康。镉在我国的地质背景值很低，但是随着工业活动的加剧，氮肥的过度使用以及土壤酸化导致镉污染和迁移性提高。由于我国人均耕地面积相对较少，迫使镉污染土壤仍用来种植粮食作物，导致镉大米事件多发，严重危害人类健康。目前镉污染主要采用物理修复，化学修复的方法。遗憾的是，这些方法均不能有效的处理镉污染。

在这种情况下，培育出可食用部位镉低积累(或不积累)，而其他生物量(比如秸秆)镉适度积累的“修复型作物”将是解决这一问题比较理想的策略。要实现这一目标，有两个至关重要的理论瓶颈需要取得突破：1)植物体内重金属镉的定向分配机理：只有分离到典型重金属元素在植物不同组织之间进行分配的调控基因，阐明相关调控网络，才可以定性、定量、定点地将有毒重金属运往目标组织；2)植物对重金属镉耐受机理：鉴于修复型作物的其中一个基本要求是积累的重金属除了不能运往可食用部位外，其在非经济性生物量(比如秸秆)中的积累不能影响植物正常的生理过程，从而避免对经济产量产生影响。

目前无论国际还是国内，有关植物吸收调控重金属的研究尤其是分子机理方面的研究仍相对有限，取得的结果相对不够系统，主要集中在一些转运蛋白和基因突变的研究。这些基因的突变势必会影响植物对其它必须元素的利用，从而抑制植物的生长并降低其产量。因此找到植物必须矿物质营养转运和重金属解偶联的基因，是应对重金属污染的一种较好的策略。但目前的理论基础远不能满足生产实践需求。

因此，本领域还需深入研究植物中镉耐受积累机制，为培育镉耐受能力强和植物修复潜力大的品种提供基因资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种小肽及其应用。

本发明通过酵母遗传互补，植物分子遗传和生理生化方法，发现了植物中富含半胱氨酸的AtPDF2.5蛋白，并发现其过量表达能显著增强酵母和植物对镉的抗性，而该基因AtPDF2.5的突变显著降低了植物对镉的耐受和积累，这为通过生物技术的手段培育镉耐受并具有修复镉污染潜力的农作物提供了优异的基因资源。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种小肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示的第1至73位。

上述的小肽，优选的，所述小肽由基因AtPDF2.5密码子编码的氨基酸通过肽链连接得到，所述基因AtPDF2.5的基因序列如SEQ ID NO：1所示。

该小肽富含半胱氨酸，可用于培育镉耐受生物体，通过酵母遗传互补、植物分子遗传和生理生化等方法将该小肽的基因克隆转化至酵母和植物等生物体中，使其在生物体中过量表达，从而增强生物体对镉的抗性和促进对镉的积累，为通过生物技术的手段培育镉耐受并具有修复镉污染潜力的农作物提供了优异的基因资源。