專利名稱：甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白ShSUT3及其編碼基因的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白及其編碼基因與應(yīng)用，特別涉及來源于甘蔗的一個蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白ShSUT3及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
蔗糖是高等植物光合作用的主要終產(chǎn)物之一，也是碳水化合物運輸和貯藏的主要形式。同時蔗糖還是一種重要的信號分子，協(xié)調(diào)植物源庫間的關(guān)系及對逆境如寒害和干旱等的應(yīng)答防御。蔗糖在源葉中合成后，通過共質(zhì)體或質(zhì)外體途徑裝載進入韌皮部，進行長距離運輸至庫器官中卸載后，供庫細胞生長發(fā)育需要或進行貯藏。蔗糖輸出能力影響植物的光合作用效率和作物產(chǎn)量。蔗糖韌皮部質(zhì)外體裝載或植物細胞從質(zhì)外體空間中吸收蔗糖是一種蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)的過程?，F(xiàn)有的關(guān)于植物蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白的研究表明多種植物中存在一個小家族的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白。根據(jù)已有植物蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白序列聚類分析，Sauer將蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白分為4類:單子葉SUTl類、雙子葉SUTl類、SUT2類和SUT4類；Braun和Slewinski以水稻基因組中不同類型蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白序列為基礎(chǔ)將植物中的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白分為5類:單子葉SUTl類、雙子葉SUTl類、SUT2類、SUT4類和SUT5類。SUTl類蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白多參與韌皮部蔗糖裝載和韌皮部蔗糖重吸收；SUT2類蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白參與蔗糖信號感應(yīng)或蔗糖轉(zhuǎn)運；SUT4類目前多證實參與液泡蔗糖輸出；SUT5類具備蔗糖轉(zhuǎn)運功能，但具體如何調(diào)節(jié)蔗糖分配仍不明確。不同類型蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)同調(diào)節(jié)植物體內(nèi)蔗糖的整體運輸和分配，并影響植物體的整個生長發(fā)育過程。甘蔗是一種高光效的糖料和能源作物，生產(chǎn)大量的蔗糖。蔗糖是甘蔗光合作用的主要產(chǎn)物。甘蔗源葉中蔗糖輸出能力高低直接影響甘蔗的光合作用效率和庫組織中積累的蔗糖含量。甘蔗品種選育過程中多選擇蔗糖輸出能力強的品種。目前甘蔗高糖育種處于瓶頸。甘蔗中蔗糖運輸和分配機制較其它植物簡單，克隆和鑒定參與甘蔗中蔗糖運輸和分配的關(guān)鍵基因，可以輔助甘蔗品種選育，并利用基因工程手段定向改造獲得高糖甘蔗新品種。甘蔗蔗糖裝載和運輸過程中，存在質(zhì)外體裝載、長距離運輸途中篩管細胞質(zhì)外體中蔗糖的重吸收、庫細胞質(zhì)外體空間蔗糖的吸收以及液泡中蔗糖濃度的控制、蔗糖信號的感應(yīng)等均需要不同類型蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白的介導(dǎo)，蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白是甘蔗體內(nèi)蔗糖運輸和分配的關(guān)鍵分子。甘蔗中目前只報道一個蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因ShSUTl，編碼蛋白參與韌皮部蔗糖的重吸收，其它類型蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白未見報道?？寺『丸b定甘蔗中其它類型的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，并轉(zhuǎn)入甘蔗中，可以提高甘蔗蔗糖產(chǎn)出或用于生產(chǎn)能源特用型甘蔗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:提供蛋白(ShSUT3)，是一種蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白，來源于甘鹿(Saccharum officinarum L.),是如下(a)或(b):
(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將序列I的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且參與蔗糖轉(zhuǎn)運的由序列I衍生的蛋白質(zhì)。序列表中序列I由534個氨基酸殘基組成,具有GPH-Sucrose super family的保守結(jié)構(gòu)域和MelB domain序列。為了便于ShSUT3的純化，可在由序列I的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)的氨基端或羧基端連接上如表I所示的標簽。表I標簽的序列
權(quán)利要求
1.一種甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白ShSUT3，其特征在于具有SEQ ID N0.1所示的氨基酸序列。
2.如權(quán)利要求1所述的甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白ShSUT3，其特征在于:還包括其SEQID N0.1所示的氨基酸序列中的取代、插入或缺失一個或幾個氨基酸所生成的具有相同功能的衍生物。
3.一種編碼權(quán)利要求1或2所述的蛋白質(zhì)的基因。
4.如權(quán)利要求3所述的基因，其特征在于:它的核苷酸序列具有以下特征: 1)序列表中SEQID N0.2的核苷酸序列； 2)在嚴格條件下可與I)所述的DNA序列雜交的核苷酸序列； 3)與序列表中SEQID N0.2的核苷酸序列具有85%以上的同源性且編碼具有蔗糖轉(zhuǎn)運功能蛋白的核苷酸序列。
5.含有權(quán)利要求2或3或4所述的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因的重組表達載體。
6.含有權(quán)利要求2或3或4所述的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)基因細胞系。
7.含有權(quán)利要求2或3或4所述的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)基因重組菌。
8.含有權(quán)利要求2或3或4所述的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因在培育高糖高產(chǎn)轉(zhuǎn)基因甘蔗中的應(yīng)用。
9.含有權(quán)利要求2或3或4所述的蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因在提高微生物對蔗糖利用效率中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白ShSUT3及其編碼基因的應(yīng)用。該蛋白，具有下述氨基酸殘基序列之一1)序列表中的SEQ ID No.1的氨基酸殘基序列；2)將序列表中的SEQ ID No.1的氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有蔗糖轉(zhuǎn)運功能的由SEQ ID No.1衍生的蛋白質(zhì)。該蛋白具備蔗糖轉(zhuǎn)運活性，是一種細胞膜蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白，參與蔗糖的跨膜運輸，是參與甘蔗蔗糖積累過程中的一個關(guān)鍵蛋白。通過基因工程手段對該蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因的利用，可以有目的提高植物蔗糖利用效率和產(chǎn)量。
文檔編號C12N15/29GK103204917SQ20131013230
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者王俊剛, 趙婷婷, 張樹珍, 楊本鵬, 馮翠蓮, 王文治, 伍蘇然 申請人:中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所