[发明专利]提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因及其用途

说明书

本发明公开了一种提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因及其用途，通过构建东南景天cDNA文库，借助模式植物拟南芥，首次从东南景天cDNA文库中发现了具有提高镉抗性及镉含量、降低转基因拟南芥镉胁迫下基因组DNA损伤程度的基因SaCRRP。本发明发现SaCRRP(Cd resistance related protein)基因能提高酵母镉抗性；将其转入拟南芥中，转基因拟南芥的镉抗性及镉含量均得到提升；转基因拟南芥的基因组DNA在镉胁迫条件下损伤程度低于野生型。SaCRRP为培育植物高抗镉新种质用于重金属污染土壤植物生物修复提供基因资源。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，尤其涉及一种提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因及其用途。

背景技术

随着我国工业化建设的迅猛发展，土壤中重金属污染问题日益严峻，如何修复重金属污染的土壤已经成为环境保护工作的热点。传统的治理重金属污染土壤的方法主要涉及物理修复、化学修复以及生物学修复等方面的技术。但是这些传统的土壤重金属修复技术存在处理时间长、处理费用高、工作量大、应用范围小等弊端，且不能从根本上移除土壤中的重金属。而植物修复技术是利用绿色植物来固定、吸收、转移、转化、降解污染物，使之变为对环境无害的物质，并将污染物加以回收利用的一项新兴的环境治理技术，其具有绿色、环保、可持续的特质。作为重金属污染土壤修复应用核心的重金属超积累植物多为草本，存在生物量小、清除速率低等局限性，严重制约了植物修复技术的应用。因此，通过分子生物学手段解析超积累植物中的重金属抗性分子机制，鉴定重金属胁迫应答关键基因，用于培育高生物量的重金属抗性新品种具有至关重要的意义。

超积累型东南景天在地上部分可以积累9,000μg g^-1Cd和29,000μg g^-1Zn而不呈现任何毒性症状，极具研究价值。近年来，关于HE型景天中涉及Cd的离子转运，螯合，氧化还原修复等进程相关的基因已经被研究报道。然而该植物如何在高浓度Cd的存在下减轻Cd的细胞毒性，维持基因组的稳定性的相关机制目前仍未开展研究。研究维持镉胁迫下基因组稳定的相关基因，对于提高转基因植物镉胁迫下的存活率具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因及其用途。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因，从超积累型东南景天中获得，核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

一种上述提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因所编码的蛋白，从超积累型东南景天中获得，其特征在于，氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，含有锌指结构。

一种上述提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因用于产生转基因拟南芥。

一种上述提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因用于提高植物的镉抗性。

一种上述提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因用于提高植物的镉含量。

一种上述提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因用于减轻植物在镉胁迫下的DNA损伤。

一种上述提高镉抗性镉含量减轻镉胁迫DNA损伤的基因用于减少土壤镉含量。

进一步地，所述植物为拟南芥。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明基因SaCRRP目前尚未见相关的报道研究，该基因源自于东南景天cDNA文库拟南芥异源表达后的镉胁迫筛选；通过构建SaCRRP的酵母表达载体，利用酵母点板实验可验证本发明所述基因能提高酵母镉抗性，流式细胞检测技术证实镉处理后Δycf1_SaCRRP酵母中的活细胞比例高达71.4％，而在Δycf1_EV中酵母活细胞比例仅为41.8％。