[发明专利]根瘤菌中含有SH3结构域的蛋白的基因及其相关生物材料和应用

说明书

本发明公开了根瘤菌中含有SH3结构域的蛋白的基因及其相关生物材料和应用。本发明首先公开了氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的蛋白质在调控植物生长、结瘤固氮能力、根瘤鲜重、叶绿素含量和/或地上部分干重中的应用。本发明进一步公开了重组根瘤菌及促进植物生长、提高植物的共生固氮能力、调控植物的根瘤个数、提高植物的根瘤鲜重、提高植物的地上部分干重和/或提高植物的叶绿素含量的方法。本发明将SH3基因删除根瘤菌突变体作用于豆科植物，使得豆科植物共生固氮效率提高，表现为根瘤鲜重、地上部分干重和叶绿素含量增加，这对于发挥共生固氮作用，提高豆科植物产量，减少化学氮肥施用，促进可持续农业发展有着潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及根瘤菌中的含有SH3结构域的蛋白的基因及其相关生物材料和应用。

背景技术

SH3结构域是Sarcoma homology 3 domain(即禽类肉瘤同源物第3个结构域)的缩写，它是蛋白质中的一个没有催化功能结构域，通常由50～100个氨基酸组成。该结构域既可以单独存在，又可以多个串联，存于某个蛋白质中。SH3结构域最初是从病毒的接头蛋白v-Crk(v是病毒virus的缩写；Crk是CT10 regulator of kinase，即编号为CT10的禽类肉瘤病毒激酶调控子)中发现的。除病毒外，现在已知许多原核细胞、真核细胞中都发现含有类似于SH3结构域的蛋白质，它们参与并调控许多信号传导途径，并与细胞骨架、运动蛋白、内吞作用、细胞增殖、细胞分化、细胞生长等功能的发挥有关，是蛋白质与蛋白质互作中关键配件之一。在侵染真核生物的一些病原细菌中，含有SH3结构域的蛋白还是该致病菌的毒力因子之一。

典型的SH3结构域含有5个β折叠(β1～β5)、3个环、1个短的α螺旋组成，且有固定的顺序：N-末端、β1折叠、RT环、β2折叠、n-Src环、β3折叠、末端环(the distal loop)、β4折叠、3₁₀-α螺旋、β5折叠、C-末端组成。RT分别是精氨酸、苏氨酸的缩写，对于原癌基因(src)来说，它所编码的这两个氨基酸是关键的氨基酸。

SH3结构域可以通过结合靶标蛋白中富含脯氨酸区域，特别是含有典型的“PxxP”区域(P为脯氨酸，x为任意氨基酸，下同)，介导蛋白质之间的相互作用，传递信号。除能结合典型的PxxP结构域外，其它能与SH3结构域互作的靶标蛋白中，还会含有非典型的结构域，如RKxxYxxY结构域(R为精氨酸，K为赖氨酸，Y为酪氨酸)、WxxxFxxLE结构域(W为色氨酸，F为苯丙氨酸，L为亮氨酸，E为谷氨酸)等。这些与SH3结构域互作的非典型结构域的发现进一步表明通过SH3结构域介导的蛋白质-蛋白质互作的存在更大的多样性，所调控的生理过程也更为复杂。

根瘤菌是一类能与真核的豆科植物建立共生固氮关系的原核生物，属于革兰氏染色阴性细菌。如何提高根瘤菌与豆科植物的共生固氮效率是生物固氮研究领域的核心和热点问题，也是最终想要实现的目标。通过基因突变改造根瘤菌的遗传特性，获得共生固氮效率更高的稳定的突变体是重要技术手段。但通常情况下，根瘤菌中的基因突变却常常导致共生固氮效率的下降，要想筛选到共生固氮效率提高的稳定的正突变体，较为困难，且报道的不多。根瘤菌中也有含有SH3结构域的蛋白，但将该蛋白的基因删除后，获得的突变体，以及突变体接种到豆科植物上时，对共生固氮效率的影响还未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何删除根瘤菌中的一个编码SH3结构域的基因，获得突变体，以及将该突变体接种于豆类时能否提高突变体与豆类的共生固氮能力。

为解决上述问题，本发明提供了一种含有SH3结构域的蛋白质的基因，来源于费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)菌株CCBAU 45436，所述基因为如下A1)或A2)或A3)所示：

A1)SEQ ID NO.1所示的DNA分子；

A2)编码序列是SEQ ID NO.1所示的DNA分子；