大肠杆菌EcPAPR基因在提高生物对砷耐受上的应用

本发明属于基因工程领域，具体涉及大肠杆菌ecpapr基因在提高生物对砷耐受上的应用。

背景技术：

1、硫是植物生长和发育的关键营养素，也是所有植物生长和发育的关键营养素。在植物对生物的防御反应以及非生物胁迫中起着核心作用，是植物发起防御行动的多功能平台。它是氨基酸半胱氨酸和蛋氨酸的组成部分，辅因子、金属簇和各种初级和次级代谢产物，如谷胱甘肽、植物螯合素和硫代葡萄糖甙，保护植物免受氧化和环境压力。硫可以通过调节叶片中氨基酸和硫醇代谢减少砷积累，从而减轻砷中毒反应。

2、硫被吸收后还原为半胱氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸，主要分为so42-还原成s2-，s2-和oas一起合成半胱氨酸这两步。首先so42-在进入植物体内后被atp硫酸化酶(atps)激活将atp转化为5’磷酸腺苷酸硫酸(aps)，在5’磷酸腺苷酸硫酸还原酶(apr)催化下，aps被还原成亚硫酸盐(so32-)。aps也能被aps激酶(apk)磷酸化为3’磷酸腺苷酸5’磷酸化硫酸(paps)，它为很多次生代谢中的硫化反应提供活性硫酸盐，并用于合成硫代葡萄糖苷，参与植物抗逆。可见papr和paps在植物抵抗非生物胁迫中起着关键作用。

3、在玉米中过量表达大肠杆菌papr基因(ecpapr)提高了玉米硫还原水平，从而提高了叶片中半胱氨酸的合成，从而提高了下游甲硫氨酸和谷胱甘肽的含量。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题为：提供一种提高生物对砷耐受的方法。

2、本发明的技术方案为：大肠杆菌ecpapr基因在提高生物对砷耐受上的应用，所述大肠杆菌ecpapr基因的核苷酸序列如seq id no.1所示或与seq id no.1所示核苷酸编码相同蛋白的简并序列。

3、进一步地，所述应用为在生物中过表达大肠杆菌ecpapr基因，从而提高生物对砷的耐受性。

4、进一步地，所述生物为玉米、拟南芥或大肠杆菌。

5、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

6、本发明研究发现ecpapr能够提高玉米幼苗中的谷胱甘肽含量；在玉米叶片中过表达ecpapr，可提高幼苗对重金属砷的耐受性。将该基因在大肠杆菌和拟南芥中过表达，也能提高大肠杆菌和拟南芥对重金属砷的耐受性，说明该基因对提高生物对砷耐受上具有明显的作用。

技术特征：

1.大肠杆菌ecpapr基因在提高生物对砷耐受上的应用，所述大肠杆菌ecpapr基因的核苷酸序列如seq id no.1所示或与seq id no.1所示核苷酸编码相同蛋白的简并序列。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用为在生物中过表达大肠杆菌ecpapr基因，从而提高生物对砷的耐受性。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物为玉米、拟南芥或大肠杆菌。

技术总结
本发明公开了大肠杆菌EcPAPR基因在提高生物对砷耐受上的应用，属于基因工程领域，本发明研究发现EcPAPR能够提高玉米幼苗中的谷胱甘肽含量；在玉米叶片中过表达EcPAPR，可提高幼苗对重金属砷的耐受性。将该基因在大肠杆菌和拟南芥中过表达，也能提高大肠杆菌和拟南芥对重金属砷的耐受性，说明该基因具有提高生物对砷耐受上的作用。

技术研发人员：向小利,王茜域,马静雨,李长生,李倩
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/20