一种霸王环核苷酸门控阳离子通道基因、其编码蛋白及应用制造技术

本发明专利技术涉及分子生物学领域，具体涉及荒漠植物霸王中的一种环核苷酸门控阳离子通道基因、其编码蛋白及应用，本发明专利技术提供了所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2的核苷酸序列和编码的氨基酸序列，在酵母异源表达系统和哺乳动物HEK293T细胞异源表达系统中，该蛋白均能够介导阳离子转运，这不仅为植物抗逆新品种的选育提供了理论依据，还为培育抗逆作物提供了新的基因资源，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种霸王环核苷酸门控阳离子通道基因、其编码蛋白及应用


[0001]本专利技术涉及分子生物学领域，具体涉及一种霸王环核苷酸门控阳离子通道基因、其编码蛋白及应用。

技术介绍

[0002]环核苷酸门控离子通道(CNGCs)是植物体内重要的四聚体阳离子通道，在植物生长发育、生物和非生物胁迫响应过程中具有重要的调控作用。植物CNGCs主要由6个跨膜域 (Transmembrane domains,TM)、1个位于第5和第6跨膜域之间的P环(Pore helix)、钙调蛋白结合域(CaMBD)和环核苷酸结合域(CNBD)组成。根据氨基酸序列相似度及功能可以将 CNGCs分为4个主族，其中，第四主族可分为两个亚族。
[0003]多浆旱生植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)是我国西北荒漠区的植被优势种，具有极强的抗旱性和耐盐能力。研究发现，霸王可从贫瘠的荒漠土壤中吸收大量Na
+
且将其区域化至液泡中，从而将Na
+
作为渗透调节物质来降低细胞的渗透势并维持其膨压，以抵御逆境胁迫。本课题组前期以霸王cDNA为模板，克隆了三个CNGCs序列，分别是ZxCNGC1；1、ZxCNGC2；1 和ZxCNGC4，研究结果显示，ZxCNGC1；1不仅能介导二价阳离子Ca
2+
、Mg
2+
的吸收，还能介导一价阳离子Na
+
的吸收；但ZxCNGC2；1和ZxCNGC4均不能介导Na
+
、K
+
的吸收。
[0004]在前期研究的基础上，专利技术人从霸王中克隆到一个环核苷酸门控阳离子通道基因 ZxCNGC1；2。该基因编码蛋白位于CNGC第一亚族，与基因ZxCNGC1；1和基因AtCNGC1 同源性较高。基因ZxCNGC1；2主要在根表皮和皮层细胞表达，编码蛋白定位于细胞质膜。表达模式分析表明，150mM NaCl处理下，霸王根中基因ZxCNGC1；2上调表达，且在处理6 小时后表达量最高，约为对照的2.8倍。酵母异源表达分析显示，基因ZxCNGC1；2能够介导 Na
+
转运；水稻OsCNGC1在酵母异源表达系统中无Na
+
转运活性。在HEK293T细胞异源表达系统中，当电转染缓冲液中添加Na
+
时，转化基因ZxCNGC1；2、ZxCNGC1；1和OsCNGC1 的细胞中均能记录到电信号，表明三者的编码蛋白均具有Na
+
转运能力；其中，基因 ZxCNGC1；2和ZxCNGC1；1对Na
+
的转运能力较强，而OsCNGC1对Na
+
的转运能力较弱；基因OsCNGC1通道仅在
‑
180mV极端电压下开放，在
‑
180mV钳制电压下，基因ZxCNGC1；2 对Na
+
的通透性约为OsCNGC1的2.4倍，而ZxCNGC1；1对Na
+
的通透性约为OsCNGC1的 4.6倍。此外，环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2、ZxCNGC1；1和OsCNGC1均具有 Ca
2+
和Mg
2+
转运活性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的保护技术方案具体如下：
[0006]本专利技术的首要目的是提供一种霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0007]本专利技术的第二目的是提供所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0008]本专利技术的第三目的是提供用于扩增所述环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2
的特异性引物对，所述的特异性引物包括正向引物F和反向引物R；具体为：
[0009]F：ATGAGTTACCATCAAGACAAGGC
[0010]R：CTATTGATCTTCAGCAGTGAAG。
[0011]本专利技术的第四目的是提供所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2启动子，其启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0012]本专利技术的第五目的是提供一种含有所述霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2 的表达载体。
[0013]本专利技术的第六目的是提供一种含有所述霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2 的细胞系。
[0014]本专利技术的第七目的是提供一种含有所述霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2 的宿主菌。
[0015]本专利技术的第八目的是提供新型阳离子通道，所述的阳离子通道由所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2表达获得，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2 的基因序列如SEQ ID No.1所示。
[0016]优选的，所述的阳离子通道能够转运Na
+
、K
+
、Li
+
、Rb
+
、Cs
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Ba
2+
、Sr
2+
、 Pb
2+
、Cd
2+
中的一种或几种。
[0017]优选的，所述的阳离子通道能够转运Na
+
，Ca
2+
和Mg
2+
中的一种或几种。
[0018]本专利技术的第九目的是提供所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2在提高介质中不同Na
+
浓度下转基因植物Na
+
利用率方面的应用。
[0019]本专利技术的第十目的是提供所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2在提高介质中不同Ca
2+
浓度下转基因植物Ca
2+
利用率方面的应用。
[0020]本专利技术的第十一目的是提供所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2在提高介质中不同Mg
2+
浓度下转基因植物Mg
2+
利用率方面的应用。
[0021]本专利技术的第十二目的是提供所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2在提高转基因植物抗逆性中的应用。
[0022]本专利技术的第十三目的是提供新型阳离子通道，所述的阳离子通道由水稻环核苷酸门控阳离子通道基因OsCNGC1表达获得，所述的水稻环核苷酸门控阳离子通道基因OsCNGC1的核苷酸序列如SEQ ID No.6所示，所述的阳离子通道能够转运Na
+
，Ca
2+
和Mg
2+
中的一种或几种。
[0023]本专利技术的第十四目的是提供水稻环核苷酸门控阳离子通道基因OsCNGC1表达在调控转基因植物阳离子含量中的应用，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.用于扩增权利要求1所述环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2的特异性引物对，其特征在于，所述的特异性引物包括正向引物F和反向引物R；具体为：F：ATGAGTTACCATCAAGACAAGGCR：CTATTGATCTTCAGCAGTGAAG。3.权利要求1所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2启动子，其特征在于，所述启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。4.一种含有权利要求1所述霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2的表达载体、细胞系、宿主菌。5.新型阳离子通道，其特征在于，所述的阳离子通道由权利要求1所述的霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC1；2表达获得，所述的基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。6.如权利要求5所述的阳离子通道，其特征在于，所述的阳离子通道能够转运Na
+
、K
+
、Li
+
、Rb
+
、Cs
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Ba
2+

【专利技术属性】
技术研发人员：王锁民，陈芹芹，马清，高起飞，刘琴，石雅琦，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：