一种新型阳离子通道、其编码基因及应用制造技术

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两个环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4。本发明专利技术提供了所述的两个环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4的核苷酸序列和编码的氨基酸序列，二者能够相互作用，同时将二者共表达于哺乳动物HEK293T细胞异源表达系统中时，它们能够形成一种新型阳离子通道。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，具有广阔的应用价值。具有广阔的应用价值。具有广阔的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种新型阳离子通道、其编码基因及应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及一种新型阳离子通道、其编码基因及应用。

技术介绍

[0002]环核苷酸门控离子通道(CNGCs)对一价和二价阳离子具有选择通透性，在高等植物中能够参与响应各种非生物胁迫及生物胁迫。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。CNGCs广泛存在于单子叶和双子叶植物中。植物CNGCs基因家族十分庞大，如在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组中存在20个CNGCs成员，水稻(Oryza sativa)基因组中存在16个CNGCs成员。
[0003]霸王(Zygophyllum xanthoxylum)为蒺藜科霸王属多浆旱生植物，是我国西北地区荒漠植被组成的优势种，在对极端生境的长期适应过程中，形成了超强的耐盐和抗旱能力。霸王生境土壤中的含盐量极低，但其仍能够从中吸收大量Na
+
，并将Na
+
积累在液泡中作为一种有益的渗透调节剂，这是霸王适应荒漠生境的重要机制之一。本课题组前期以霸王cDNA为模板，克隆了三个CNGCs基因，分别是ZxCNGC1；1、ZxCNGC2；1和ZxCNGC4。在HEK293T细胞异源表达系统中的研究结果显示，拟南芥AtCNGC1仅能介导二价阳离子Ca
2+
和Mg/>2+
的吸收，而ZxCNGC1；1不仅能介导Ca
2+
和Mg
2+
的吸收，还能介导一价阳离子Na
+
的吸收；表达模式分析发现，ZxCNGC1；1在根表皮和皮层细胞表达，表明ZxCNGC1；1可能作为一种介导霸王根系中Na
+
吸收的通道蛋白。然而，在酵母异源表达系统中均未发现霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4对Na
+
、K
+
的转运能力。
[0004]专利技术人在研究过程中意外发现，将霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4共表达在HEK293T同一细胞中时，能够形成一种新型阳离子通道，所述的阳离子通道具有离子选择性，能够转运Na
+
，Ca
2+
和Mg
2+
，但不能转运K
+
。

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新型阳离子通道，所述的阳离子通道由霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4共表达获得，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示，环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的氨基酸序列如SEQ ID No.4所示。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]本专利技术的第二目的是提供霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和环核苷
酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4共表达在调控转基因植物阳离子含量中的应用，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。
[0010]优选的，所述的阳离子为Na
+
，Ca
2+
和Mg
2+
中的一种或几种。
[0011]优选的，所述的共表达包括如下步骤：通过转基因技术、瞬时表达技术或基因组编辑技术，构建同时含有环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的载体，转化植物。
[0012]优选的，含有所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的表达载体。
[0013]优选的，所述的表达载体为病毒诱导沉默载体、RNAi干涉载体、超表达载体或基因组编辑载体。
[0014]本专利技术的第三目的是提供霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4共表达在提高植物抗逆性中的应用，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的核苷酸序列如SEQ IDNo.3所示。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016](1)本专利技术首先提供了一种具有选择性的新型阳离子通道，所述的阳离子通道由霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4共表达获得。
[0017](2)所述的阳离子通道具有离子选择性，能够转运Na
+
，Ca
2+
和Mg
2+
，但是不能转运K
+
。
附图说明
[0018]图1霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4双分子荧光互补(BiFC)分析
[0019]图2霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4酵母双杂交(mbSUS Y2H)分析
[0020]图3霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4在HEK293T细胞中的Na
+
选择性分析
[0021]图4霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4在HEK293T细胞中的K
+
选择性分析
[0022]图5霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4在HEK293T细胞中的Ca
2+
选择性分析
[0023]图6霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4在HEK293T细胞中的Mg
2+
选择性分析
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.新型阳离子通道，其特征在于，所述的阳离子通道由霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和ZxCNGC4共表达获得，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，所述的环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC4的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。2.如权利要求1所述的阳离子通道，其特征在于，所述的环核苷酸门控阳离子通道蛋白ZxCNGC2；1的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，所述的环核苷酸门控阳离子通道蛋白ZxCNGC4的氨基酸序列如SEQ ID No.4所示。3.如权利要求1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+
、Sr
2+
、Pb
2+
、Cd
2+
中的一种或几种。4.如权利要求1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
+
，Ca
2+
和Mg
2+
中的一种或几种。5.霸王环核苷酸门控阳离子通道基因ZxCNGC2；1和环核苷酸门控阳离子通道基因Z...

【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：