[发明专利]水稻重金属转运蛋白OsHMA6在降低铜毒害方面的应用

说明书

本发明公开了水稻重金属转运蛋白OsHMA6及其编码基因在改良植物对铜毒害或铜累积中的应用。该基因在工程酿酒酵母中表达可以提高酵母对铜的耐受能力，可以降低酵母中铜的含量，表明OsHMA6蛋白具有解重金属铜毒的能力。该基因具有应用于植物抗铜毒的遗传工程育种的潜力，通过调控该基因在植物中的表达，可以改变转基因植物对重金属铜的耐受性，也可以改变转基因植物对重金属铜的累积。

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及一种含水稻重金属转运蛋白OsHMA6及其编码的基因在降低铜毒害方面的应用。

背景技术

铜(Cu)是一种必需的微量营养素，在光合作用、氧化应激、氮和碳代谢、激素感受和细胞壁合成等许多植物过程中起着关键作用(Pilon et al,2006；Hansch and Mendel,2009)。铜缺乏会导致植物生长迟缓、幼叶变黄和发育缺陷(Klaumann et al,2011)。铜缺乏还会损害花粉育性，降低生长速度、结实率和产量(Huang et al,2016)。铜在人类健康方面也发挥着重要作用，铜缺乏导致贫血和免疫缺陷(Collins and Klevay,2011；Gulec andCollins,2014)。目前，全世界有20多亿人患有微量营养素缺乏症，如铜、铁和锌(White andBroadley,2009)。

同样，过量的铜对植物是有毒的(Abdel-Ghany et al,2005；Andrés-Colás etal,2006)，并引起植物根系生长抑制，生物量减少和植物坏死(Navari-Izzo et al,2006；Lequeux et al,2010；Huang et al,2016)。铜毒也降低了植物对铁的吸收(Alaoui-Sosséet al,2004)。叶绿体中类囊体膜也是铜毒性的主要靶点(Bernal et al,2004)。铜毒害可导致黄叶和降低植物光合速率(Alaoui-Sosséet al,2004；Bernal et al,2006)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：如何提供一种能改良植物对铜毒害或铜累积的水稻重金属转运蛋白OsHMA6及其编码基因OsHMA6。

本发明的技术方案为：氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的水稻重金属转运蛋白OsHMA6在提高转基因植物对重金属铜的耐受和/或降低转基因植物对重金属铜的累积中的应用。

OsHMA6基因在提高转基因植物对重金属铜的耐受和/或降低转基因植物对重金属铜的累积中的应用，所述OsHMA6基因的CDS为SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，或为与SEQID NO.1互为配对的核苷酸序列，或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的水稻核苷酸序列。

上述所述的应用中，所述植物为水稻。

插入OsHMA6基因的酿酒酵母重组表达载体，所述OsHMA6基因的CDS为SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，或为与SEQ ID NO.1互为配对的核苷酸序列，或为编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的水稻核苷酸序列。

上述所述的酿酒酵母重组表达载体在提高工程菌株酿酒酵母对重金属铜的耐受性中的应用。

上述所述的酿酒酵母重组表达载体在降低工程菌株酿酒酵母对重金属铜的积累中的应用。

本发明的有益效果如下：

在本发明中，我们对OsHMA6基因的应用进行探索，发现该基因以下应用方式：(1)该基因在酿酒酵母中的超量表达能够提高酵母对重金属铜的耐受性；(2)在酿酒酵母中的超量表达能够降低酵母细胞对重金属铜的累积，促进酵母体内铜的外排。

本发明也可推广至农业生物技术领域，通过改变OsHMA6基因在农作物中的表达，调控农作物对重金属铜的耐受性和富集。

附图说明