本发明专利技术涉及一种重金属转运蛋白PhHMA5I及其突变体与应用，所述重金属转运蛋白PhHMA5I为如下(1)或(2)的蛋白质：(1)如SEQ ID No.1所示的重金属转运蛋白基因PhHMA5I编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；(2)将如SEQ ID No.2所示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/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。与现有技术相比，本发明专利技术的重金属转运蛋白PhHMA5I经基因编辑技术构建敲除盒载体并转入矮牵牛W115中形成矮牵牛突变体，在高锌胁迫下，该矮牵牛突变体根的伸长量显著高于野生型矮牵牛W115。体根的伸长量显著高于野生型矮牵牛W115。体根的伸长量显著高于野生型矮牵牛W115。
【技术实现步骤摘要】
一种重金属转运蛋白PhHMA5I及其突变体与应用
[0001]本专利技术涉及生物
，尤其是涉及一种重金属转运蛋白PhHMA5I及其突变体与应用。
技术介绍
[0002]矮牵牛(Petunia hybrida)是分子生物学研究的重要模式植物，其在花色、花香和花型方面的研究为花卉观赏形状的改良和新配种培育提供了重要的理论指导和候选基因储备。此外，因为矮牵牛花色丰富、花型多样、花量大、花期长、易栽培等优点，也是应用最广的园林布景和道路绿化花卉，有花坛之王的美誉且具有重大的经济价值。
[0003]锌离子为植物生长必须的微量元素，是许多辅酶和光合色素的重要组成部分，锌元素的缺失将导致植物的生长受到严重的障碍。但是植物生长环境中的锌过量后也会抑制植物生长、给植物造成重要的伤害。锌是土地主要的无机物污染源，过量的锌还可以通过食物链富集进入人体，影响人类的健康。所以在锌污染严重的土壤上用花卉、棉花、亚麻等经济作物代替粮食作物种植能够有效合理的利用土地，创造经济价值。但由于对植物特别是重要花卉的锌转运机理尚不清楚，严重影响了抗性植物的筛选和培育。
[0004]P
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ATPase型重金属转运蛋白(HMAs)是植物重要的重金属解毒蛋白，主要负责锌、镉、铅、钴、银和铜等重金属的转运。它能够利用水解ATP产生的能量将相应的金属离子泵出细胞或者泵入相应的细胞器中，从而达到转运和解毒的作用。该家族蛋白结构十分保守，但是其在不同物种中的转运底物和作用机理存在着一定的差异。而且目前对其功能机理的研究主要集中在拟南芥和水稻等模式植物，大部分集中在对镉离子的转运机理上，园林造景植物耐锌胁迫中的研究尚少。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种重金属转运蛋白PhHMA5I及其突变体与应用。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的技术方案之一为提供一种重金属转运蛋白基因PhHMA5I，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。
[0008]本专利技术的技术方案之二为提供一种重金属转运蛋白PhHMA5I，所述重金属转运蛋白PhHMA5I为如下(1)或(2)的蛋白：
[0009](1)如技术方案之一所述重金属转运蛋白基因PhHMA5I编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；
[0010](2)将如SEQ ID No.2所示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/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白。
[0011]本专利技术的技术方案之三为提供一种重金属转运蛋白PhHMA5I的突变蛋白，所述突变蛋白为将如技术方案之二所述重金属转运蛋白PhHMA5I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/或添加且丧失所述重金属转运蛋白PhHMA5I功能的蛋白质。
[0012]进一步地，将如SEQ ID No.2所示氨基酸序列第161位后的SRIVEA突变成AGLLKQ。
[0013]本专利技术的技术方案之四为提供一种重组表达载体，所述重组表达载体包括如技术方案三所述重金属蛋白PhHMA5I的突变蛋白的核酸。
[0014]本专利技术的技术方案之五为提供一种重组表达转化体，包含如技术方案之四所述的重组表达载体。
[0015]本专利技术的技术方案之六为提供一种重组表达转化体的应用，在重金属胁迫下，促进植物生长。
[0016]进一步地，在重金属胁迫下，提高植物重金属转运能力或提高植物对重金属的耐受性，从而促进植物生长。
[0017]进一步地，所述重金属为锌。
[0018]进一步地，所述植物包括双子叶植物或单子叶植物。
[0019]更进一步地，所述双子叶植物选自拟南芥、紫花苜宿、矮牵牛、棉花和蓖麻。
[0020]进一步地，将所述重组表达转化体转化进植物中。
[0021]更进一步地，将所述重组表达转化体通过农杆菌介导法转入所述植物中。
[0022]与现有技术相比，本专利技术从矮牵牛W115中获得一个重金属转运蛋白基因PhHMA5I，该基因与水稻OsHMA4基因具有较高的同源性。经基因编辑技术构建敲除盒载体并转入矮牵牛W115中形成矮牵牛突变体，在高锌胁迫下，该矮牵牛突变体根的伸长量显著高于野生型矮牵牛W115。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1的矮牵牛PhHMA5I氨基酸序列与水稻OsHMA4氨基酸序列的比较图。
[0024]图2为本专利技术实施例1的矮牵牛PhHMA5I蛋白的功能结构域图。
[0025]图3为本专利技术实施例2的矮牵牛PhHMA5I基因上的靶位点示意图。
[0026]图4为本专利技术实施例2的重组质粒的谱图。
[0027]图5为本专利技术实施例2的重组质粒上靶位点的测序结果图。
[0028]图6为本专利技术实施例3的矮牵牛突变体和野生型矮牵牛的部分基因序列对比图。
[0029]图7为本专利技术实施例3的矮牵牛突变体和野生型矮牵牛的部分氨基酸序列对比图。
[0030]图8为本专利技术实施例4中在高浓度锌、镉、铅、钴胁迫下矮牵牛突变体和野生型矮牵牛根的伸长量图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明，但不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。下列实施例中，如无特别说明的原料，则表明其均为本领域的常规市售原料产品。
技术实现思路
中所述的各反应或检测条件，可根据本领域常识进行组合或更改，并可通过实验得到验证。
[0032]下列实施例中的材料来源或配方为：
[0033]矮牵牛的品种为W115。
[0034]农杆菌的品种为菌株Agl0。
[0035]LB固体培养基的配方为：10g胰蛋白胨(购于oxoid)，5g酵母粉(购于oxoid)，10g氯化钠(购于国药)，10g琼脂粉(购于上海生工)，补水至1000mL混匀，pH自然，121℃高温灭菌15min备用。
[0036]LB液体培养基的配方为：10g胰蛋白胨(购于oxoid)，5g酵母粉(购于oxoid)，10g氯化钠(购于国药)，补水至1000mL混匀，pH自然，121℃高温灭菌15min备用。
[0037]MS固体共培养基的配方为：5g蔗糖，2.5g葡萄糖，2g琼脂，1.1g MS，250μL 1mg/mL叶酸，250μL 2mg/mL 6
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苄基腺嘌呤，250μL 0.1mg/mL 1
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萘乙酸，250μL 1mg/mL玉米素，25μL 200mM乙酰丁香酮，加水至250mL混合，调节至pH至5.8，115℃灭菌30min备用。
[0038]MS固体选择培养基的配方为：5g蔗糖，2.5g葡萄糖，2g琼脂，1.1g MS，500μL 1mg/mL玉米素，250μL 1mg/mL叶酸，50本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种重金属转运蛋白基因PhHMA5I，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。2.一种重金属转运蛋白PhHMA5I，其特征在于，所述重金属转运蛋白PhHMA5I为如下(1)或(2)的蛋白质：(1)如权利要求1所述重金属转运蛋白基因PhHMA5I编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；(2)将如SEQ ID No.2所示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/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。3.一种重金属转运蛋白PhHMA5I的突变蛋白，其特征在于，所述突变蛋白为将如权利要求2所述重金属转运蛋白PhHMA5I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/或添加且丧失所述重金属转运蛋白PhHMA5I功能的蛋白质。4.根据权利要求3所述的一种重金属转运蛋白PhHMA5I的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彦邦，李凯，黄诚晟，潘丽如，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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