本发明专利技术涉及转运植物螯合肽的组合物，其包括编码植物中ATP结合盒(ABC)转运蛋白的ABCC(多药耐药相关蛋白(MRP))亚家族的DNA分子。通过转运植物螯合肽和/或有害物质至细胞液泡中，所述转运植物螯合肽的组合物可单独地或与有害物质组合用于累积并螯合植物螯合肽，从而减少从植物的根至茎迁移的毒性物质的含量。因此，所述DNA分子可应用于研发作物，其中存在于植物的可食部分，如叶、茎、果实的毒性物质的含量降低。此外，所述DNA分子可应用于不可食用的植物，以研发用于植物修复或植物提取的植物，并提高植物对砷、砷化合物和镉的累积量及抗性，从而可能以环境友好及节约的清洁方式实现植物修复或植物提取。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及转运植物螯合肽的组合物，其包括编码植物中ATP结合盒(ABC)转运蛋白的ABCC (多药耐药相关蛋白(MRP))亚家族的DNA分子。
技术介绍
砷(As)已广泛用于医药、工业及农业应用领域。在医药领域中，砷(As)已用于治疗疾病，诸如梅毒、锥虫病或阿米巴痢疾。在农业应用领域中，含砷的除草剂诸如甲基砷酸二钠(DSMA)已用于控制杂草和有害昆虫。然而，砷(As)是剧毒的环境污染物，已知其引起多种与健康有关的问题。在一些国家，如中国、泰国和美国，其中正在积极进行采矿作业，以及孟加拉国和印度，已报道砷(As)污染地下水。受污染的地下水已成为问题，因为其被用作数千人的饮用水及农业用水。通过饮用污染的水或食用污染的水灌溉的土壤中栽培的作物，引起人类砷(As)中毒。这种中毒并不限于由砷(As)导致的，而是通常由有毒重金属及类金属诸如镉、汞等导致，其通过自然界的食物链在人体内累积，引起大脑、神经和骨骼的慢性损伤。而且，由于金属和类金属不容易从人体内排出，其长期导致人体内的问题。此外，污染的环境及其损害持续数代。因此，将这些有毒金属(或类金属)从环境中清除非常重要。在这方面，活生物体通常具有使用结合进入人体的有害物质的生物材料或转运蛋白，来缓解有害物质毒性的机制。有助于这种活生物体抵抗有害物质的基因可以一种比目前本领域中广为人知的方法诸如物理、化学、植物修复技术或植物提取技术更经济且环境友好的方式，用于清理该有害物质污染的环境。特别是，植物具有优势，因为它们不破坏原有的生态系统，具有美感，且可节约管理，且还通过简单的外源基因表达表现出新的特性。因此，现已积极进行研究通过将优良基因植入植物来改善植物，将其用于植物修复或植物提取。这被称为植物修复。 因此，有必要研发植物中参与吸收更多的重金属和类金属，并提高对有毒重金属和类金属的抗性的遗传信息。砷(As)以五价离子形式As (V)存在于土壤中，并通过转运具有与As (V)相似结构的磷酸盐的蛋白质进入植物根部。然后，砷(As)很容易转化为三价离子As(III)。而且，因为大多数砷(As)以还原状态的As(III)形式存在如稻田中，其通过属于水孔蛋白家族的膜蛋白被吸收至植物中。在水稻中，As(III)通过硅外排转运蛋白Lsi2排入木质部中，以使砷(As)可由根转运到茎。在细胞中，As(III)首先与植物螯合肽结合以解毒，且这种复合物最终被转运至液泡，来表现抗性。因此，为了使植物表现出对有毒重金属和类金属的抗性，转运蛋白将有毒金属(或类金属)_植物螯合肽复合物转运至液泡的作用是必需的。然而，编码起这种作用的植物蛋白的基因仍待发现。植物螯合肽(PC)通过与类金属和重金属如砷(As)螯合在解毒作用的第一阶段发挥作用，且植物的液泡作为重金属和砷(As)的最终解毒存储区。使用PC的解毒过程是产生PC的植物和其他活生物体的特征，其区别于不能合成PCS (编码PC合酶的基因)或PC的人类和芽殖酵母。因此，已长期进行积极研究以研发在植物液泡中螯合有毒金属(或类金属)的PC-金属(或类金属)转运蛋白。然而，参与转运与PC结合的重金属至植物液泡的转运蛋白和参与转运与PC结合的As (III)的转运蛋白仍有待确定。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术旨在解决现有技术的问题，且本专利技术的目的是提供转运植物螯合肽的组合物，其包括编码植物中ATP结合盒(ABC)转运蛋白的ABCC(多药耐药相关蛋白(MRP))亚家族的DNA分子。本专利技术的另一目的是提供一种方法，其能提高植物对至少一种以下物质的抗性，所述物质选自由砷、镉及其化合物组成的组中。在这里，所述方法包括用组合物转化植物，转运植物螯合肽与至少一种以下物质的复合物形式至转化植物的液泡，所述物质选自由砷、镉及其化合物组成的组中。本专利技术的还另一目的是提供一种用组合物转化植物并转运植物螯合肽或植物螯合肽与至少一种以下物质的复合物至转化植物的液泡的方法，所述物质选自由砷、镉及其化合物组成的组中。 技术方案为了完成以上目的，本专利技术人已进行研究筛选已知为ABC蛋白的多药耐药相关蛋白(MRP)亚家族的ABCC亚家族成员，以确定与植物中有害物质的解毒作用相关的候选转运蛋白。结果，专利技术人已确定了两种在有害物质的解毒作用中起重要作用的ABC转运蛋白。更具体地说，本专利技术人已发现这两种ABC转运蛋白是液泡中需要抵抗有害物质的植物螯合肽(PC)或PC复合物的转运蛋白，所述有害物质如砷、镉和/或其化合物。因此，基于这些事实完成本专利技术。本专利技术的一方面提供转运植物螯合肽的组合物，其包括编码植物中ATP结合盒(ABC)转运蛋白的ABCC(多药耐药相关蛋白(MRP))亚家族的DNA分子。本专利技术的另一方面提供一种方法，其能提高植物对至少一种以下物质的抗性，所述物质选自由砷、镉及其化合物组成的组中。在这里，所述方法包括用组合物转化植物，转运植物螯合肽与至少一种以下物质的复合物形式至转化植物的液泡，所述物质选自由砷、镉及其化合物组成的组中。本专利技术的另一方面还提供一种用组合物转化植物并转运植物螯合肽或植物螯合肽与至少一种以下物质的复合物至植物的液泡的方法，所述物质选自由砷、镉及其化合物组成的组中。本专利技术将在下文进行进一步详细描述。根据本专利技术的一个具体实施例，提供了转运植物螯合肽的组合物，其包括编码植物中ATP结合盒(ABC)转运蛋白的ABCC(多药耐药相关蛋白(MRP))亚家族的DNA分子。植物中ATP结合盒转运蛋白的多药耐药相关蛋白(MRP或ABCC)-亚家族(以下称为ABC转运蛋白的ABCC-亚家族)是一种ABC转运蛋白，其用于转移质膜外细胞质中的多种有机物质，并将有机物质转运至植物液泡。ABC转运蛋白存在于多种活生物体中，从原核生物至人类的肝细胞，并转运多种物质。根据本专利技术的一个具体实施例，由转运植物螯合肽的组合物转运的植物螯合肽可能是不与任何组分结合的植物螯合肽自身(载脂蛋白-PC2 Upo-PC2))，或植物螯合肽与至少一种以下物质的复合物形式，所述物质选自由锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)、银(Ag)、汞(Hg)、硒(Se)、砷(As)、镉(Cd)及其化合物组成的组中。更优选地，植物螯合肽可以是植物螯合肽与至少一种以下物质的复合物形式，所述物质选自砷(As)、镉(Cd)及其化合物组成的组中。如图14-18所示，转运植物螯合肽自身(载脂蛋白-PC2)不比转运PC2-As复合物更有效，但通过ABC转运蛋白转运载脂蛋白-PC2为液泡提供了载脂蛋白-PC2，其是稳定通过另一个转运未结合金属和类金属的转运蛋白转运至液泡的有毒金属(或类金属)所必需的，且载脂蛋白-PC2可替代或被添加，有效地用于生产高分子量的巯基-As复合物，其与砷(As)具有高结合亲和力。细胞中有害物质解毒的最后阶段是有害物质螯合于液泡，其主要取决于植物螯合肽(PC)。植物螯合肽(PC)是金属结合肽，其合成由其他有毒金属以及砷(As)或镉(Cd)诱导。PC用于通过巯基螯合如砷、镉及其化合物的有害物质，并螯合所述螯合复合物于液泡中，以保护细胞组分不受有害物质如活性金属(或类金属)的侵害。这种PC介导的解毒作用是产生PC的活生物体的特征，包括各种植物，例如，藻类、苔藓、秀丽隐杆线虫和裂殖酵母，其区别于不能合成P本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永淑，恩里科·马丁诺亚，朴祉映，宋元镛，大卫·G·门多萨科扎特，朱利安·I·施罗德，
申请(专利权)人：浦项工科大学校产学协力团，
类型：
国别省市：
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