一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種促進種子植物發芽、生長和延長貯存期的短肽及其應用。該短肽的短肽片段、類似物、衍生物、變體的氨基酸主序列具有與該短肽氨基酸主序列≥70%的相同性，≥90%的相似性；短肽、核苷酸、短肽片段、短肽類似物、短肽衍生物和短肽變體用于制備促進植物種子生根、發芽、生長以及延長貯存期的功能性制品及其應用。本發明涉及的短肽分子結構明確，生產技術成熟，成品無毒無害無副作用，顯著特點是促進植物種子生根、發芽、生長以及延長其貯存期。
【專利說明】一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物技術農業領域，本發明更具體涉及了一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽及其應用。
【背景技術】
[0002]植物的生根、發芽、生長和貯存一直是農業發展最關鍵的問題。能夠促進植物種子快速生根、發芽、生長的物質是當今農業發展的所急需的。而目前市場上的植物生長素大都是植物激素，生長素中最重要的化學物質為3-吲哚乙酸。人工合成作用類似的植物生長調節劑還有蕓苔素、細胞分裂素、赤霉素、萘乙酸鈉、胺鮮酯(DA-6)等。該類生長素具有雙重性，既能促進生長又能抑制生長。即低濃度促進生長，高濃度抑制生長。這些植物生長素大都擁有急性經口毒性和急性經皮毒性，因此，尋求一種無毒無害無副作用的非激素類的植物生長素是農業發展眾望所求。而用生物活性肽——來自于蛋白質的片段的氨基酸序列所形成的短肽，做為植物的生根、發芽、生長及貯存的制品應用，是一種新的需求。
[0003]對于種子或者果實的長期貯存與短期的儲存或者長途運輸，在工農業方面也非常重要。主要是防止種子或果實被細菌侵入發生腐敗變質。常用的防腐劑和保鮮劑都是化合物，如苯甲酸、二丁基羥基甲苯等，這些化合物大都是有毒性的；還有天然的保鮮劑如沒食子丙酸酯、維生素E、香辛料提取物等，以及新型保鮮劑如乳鏈球菌素、溶菌酶等；糧食保鮮劑多用檸檬酸鈉、焦亞硫酸鈉等。這些防腐劑或保鮮劑都有其最適合的作用物質，在其特定的范圍內，起到較強的延長貯存期或儲存期的作用。其中，乳鏈球菌素(Nisin)是一個由34個氨基酸組成的多肽，對蛋白質含量高的食品有較強作用，而由低于10個氨基酸以下的短肽，用在延長種子或果實的貯存期方面，還未見文獻報道。
[0004]因此，研制既能夠促進植物生根、發芽、生長，又能夠延長貯存期的生物活性短肽及其應用具有十分重要的意義與價值。
【發明內容】
[0005]本發明目的是針對上述問題，提供一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽及其應用，其特征在于:
〈1>組成短肽的氨基酸序列如下所示:
Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Gly-Arg或者
Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Ala-Arg或者
Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-1le-Arg或者
Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Val-Arg或者
Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Leu-Arg或者
Tyr-1le-Tyr-Glu-Val-Ala-Arg或者
Tyr-1le-Tyr-Glu-Val-Ala-Lys或者
Tyr-1le-Tyr-Glu-Gly-Gly-Lys<2>所述短肽的核苷酸序列是指短肽的每個氨基酸序列所對應的3個密碼子構成的基因序列。
[0006]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的短肽片段，其特征在于:所述短肽片段為將所述的7個氨基酸的序列從任意位置截取成3個或4個或5個或6個氨基酸組成的，且具有促進植物發芽、生長和延長貯存期的短肽片段。
[0007]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的短肽片段，其特征在于:所述短肽片段的核苷酸片段為把所述的7個氨基酸的對應的核苷酸序列從任意位置截取成3個或4個或5個或6個氨基酸對應的堿基序列所組成的，且具有促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽片段。
[0008]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的類似物，其特征在于:所述短肽類似物是指在用所述短肽和另一種化合物融合或者用所述短肽的氨基酸序列融合另外的多肽或者蛋白質而形成，且具有促進植物發芽、生長和延長貯存期的多肽序列或蛋白質。
[0009]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的衍生物，其特征在于:所述短肽衍生物是指把所述短肽的氨基酸的序列中的氨基酸的一個或者幾個氨基酸的某個基團用另外的基團取代后，且具有促進植物發芽、生長和延長貯存期的短肽。
[0010]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的變體，其特征在于:所述短肽變體是指一種具有一個或幾個氨基酸或核苷酸改變的氨基酸序列或編碼它的核苷酸序列，所述改變包括在氨基酸序列或核苷酸序列中，在序列中間的任一位置缺失、插入或替換氨基酸或核苷酸，或在序列兩端添加氨基酸或核苷酸，與本發明短肽有序列同源性或相似性。
[0011]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的應用，其特征在于:所述短肽、核苷酸、短肽片段、短肽類似物、短肽衍生物和短肽變體制備具有促進種子植物生根、發芽、生長和延長貯存期`的生物功能性制品，在低濃度范圍0.01 mg/L~I mg/L促進植物生根、發芽生長；在高濃度范圍I mg/L~1000 mg/L抑制生長適于延長貯存期。
[0012]本發明所述的一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的應用，其中所述的生物功能性是指促進種子植物的生根、發芽、促進植物的生長以及延長植物種子或者成熟果實等的貯存時間的應用功能。此種子植物包含被子植物和裸子植物，即包含但不限于蔬菜類:葉菜類如大白菜，根莖類如土豆、蘿卜等，果菜類如黃瓜、菜椒、豆角、甜菜等；水果類:如甘蔗，瓜類如西瓜，漿果類如草莓、藍莓、黑莓、葡萄等，核桃類如櫻桃、桃子、大棗、龍眼、梅子等，仁果類如蘋果、梨、枇杷、獼猴桃等；糧食類如稻谷、玉米、小麥、大豆、高粱等；花卉類如玫瑰花、康乃馨花和波斯菊等。
[0013]本發明的顯著優點是:本發明的短肽來自于運用生物信息學的方法把國際蛋白質數據庫的蛋白進行序列比對，篩選出來的一種新型的具有活性功能的生物活性肽，運用本發明的短肽對植物種子的生根、發芽、生長及延長貯存期擁有卓越的顯著功效。
[0014]【專利附圖】
【附圖說明】
圖1是本發明涉及的短肽在不同濃度區間促進細胞的分裂、增殖作用相關實驗結果分析圖。
[0015]圖2是本發明涉及的短肽促進甘蔗生根、發芽效果實驗圖。[0016] 用本發明涉及的短肽培養甘蔗，考察實驗組和對照組甘蔗的生根、發芽情況。(I)實驗組甘蔗是用含有本發明的短肽培養液培養7天，明顯有根芽長出來；(2)對照組是不含有本發明的短肽培養液，很明顯，根芽很短，比實驗組相差很多。
[0017]圖3是本發明涉及的短肽截取的短肽片段促進甘蔗生根、發芽和生長的效果實驗圖。
[0018]用本發明涉及的短肽培養甘蔗，考察實驗組和對照組甘蔗的生根、發芽情況。(I)實驗組甘蔗是用含有本發明的短肽培養液培養7天，明顯有根芽長出來；(2)對照組是不含有本發明的短肽培養液，很明顯，根芽很短，比實驗組相差很多。
[0019]圖4是本發明涉及的短肽延長甘蔗貯存期的效果實驗圖。
[0020]用本發明涉及的短肽浸泡甘蔗截面，然后真空無菌包裝，7天考察結果。(I)實驗組甘蔗的截面變化不到，顏色呈現黃色，和當時切面色澤一致；(2)沒有經過本發明涉及的短肽處理的甘蔗，其表面呈現紅褐色，這是甘蔗的多酚氧化酶導致甘蔗褐變反應。
[0021]圖5是本發明涉及的短肽變體延長甘蔗貯存期的效果實驗圖。
[0022]用本發明涉及的短肽浸泡甘蔗截面，然后真空無菌包裝，7天考察結果。(I)實驗組甘蔗的截面沒什么變化，顏色呈現黃色，和剛切開時切面色澤一致；(2)沒有經過本發明涉及的短肽處理的甘蔗，其表面呈現紅褐色，這是甘蔗的多酚氧化酶導致甘蔗褐變反應，影響甘蔗的貯存。
【具體實施方式】
[0023]本發明涉及的短肽，采用化學合成的方法來制備，即本領域熟知的已經非常成熟的固相肽合成方法，既可以采用Boc方法也可以采用Fmoc方法。具體做法就是將被保護的氨基酸逐個偶聯到惰性固相載體上去，然后利用強酸將肽鏈從載體上裂解下來，同時去除側鏈保護。
[0024]短肽的氨基酸序列，Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Gly-Arg或者Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Ala-Arg 或者 Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-1le-Arg 或者Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Val-Arg 或者 Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Leu-Arg 或者
Tyr-1le-Tyr-Glu-Val-Ala-Arg 或者 Tyr-1le-Tyr-Glu-Val-Ala-Lys 或者Tyr-1le-Tyr-Glu-Gly-Gly-Lys為主要序列，從任意位置截取成3個或4個或5個或6個氨基酸組成的與所述短肽具有同樣生物活性的短肽片段，短肽類似物，短肽衍生物，短肽變體等都具有本發明所述的功效作用。
[0025]核苷酸采用人工合成方法制備；編碼短肽的核苷酸包含下組中的一種:
Ca)編碼具有所述氨基酸序列的短肽或其片段、類似物、衍生物或其變體的核苷酸；
(b)與(a)所述核苷酸互補的核苷酸；
(C)與(a)或(b)中所述核苷酸有> 75%相同性的核苷酸；
該核苷酸基本由編碼具有〈1>所述的氨基酸序列短肽的核苷酸組成，本發明的核苷酸序列，其形式為DNA形式包括cDNA或人工合成的DNA。DNA可以是單鏈的也可以是雙鏈的。編碼短肽的編碼區序列可以和〈2>中的核苷酸相同，也可以不同，稱為變異體，其中變異體是指具有編碼權利要求1中的氨基酸序列的編碼，但可以和〈2>中的核苷酸不同。變異體可以是一個或幾個核苷酸取代、插入、缺失的核苷酸序列，但不會改變編碼〈1>中氨基酸序列的短肽的活性功能。
[0026]該短肽或核苷酸的“變體”是指一種具有一個或幾個氨基酸或核苷酸改變的氨基酸序列或編碼它的核苷酸序列。改變可包括氨基酸序列或核苷酸序列中氨基酸或核苷酸的缺失、插入、添加或替換。變體可具有“保守性”改變，其中替換的氨基酸具有與原氨基酸相類似的結構或化學性質，也可以有“非保守性”改變，其中替換的氨基酸不具有與原氨基酸相類似的結構或化學性質。“缺失”是指在氨基酸序列或核苷酸序列中一個或幾個氨基酸或核苷酸的缺失；“插入”是指在氨基酸序列或核苷酸序列的中間任意位置插入一個或幾個氨基酸；“添加”是指在氨基酸序列或核苷酸序列的N端或C端添加一個或幾個氨基酸；“替換”是指用不同的氨基酸或核苷酸替換一個或幾個氨基酸或核苷酸。
[0027]該短肽、核苷酸、短肽片段、短肽類似物、短肽衍生物和短肽變體用于制備促進植物種子生根、發芽、生長以及延長貯存期的功能性制品包括但不限于下述功效的用途:
此種子植物包含被子植物和裸子植物，即包含但不限于
1.蔬菜類:葉菜類如大白菜，根莖類如土豆、蘿卜等，果菜類如黃瓜、菜椒、豆角、甜菜等;
2.水果類:如甘鹿，瓜類如西瓜，漿果類如草莓、藍莓、黑莓、葡萄等，核桃類如櫻桃、桃子、大棗、龍眼、梅子等，仁果類如蘋果、梨、枇杷、獼猴桃等；
3.糧食類:如稻谷、玉米、小麥、大豆、高粱等。
[0028]4.花卉類如玫瑰花、康乃馨花和波斯菊等。
[0029]在計算短肽片段、短肽衍生物和短肽變體的氨基酸主序列具有與短肽氨基酸主序列的相同性和相似性時，“相同性百分率”是指兩種或多種氨基酸或核酸序列比較中序列相同的百分率。根據 Cluster 法(Higging D.G.& Sharp P.M., Gene 1988，73:234-237 )通過檢查所有配對之間的距離將各組序列排列成簇，然后將各簇以成對或成組分配。兩個氨基酸序列如序列A和序列B之間的相同性百分率通過下式計算:
【權利要求】
1.一種促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽，其特征在于:組成短肽的氨基酸序列如下所示: Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Gly-Arg或者 Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Ala-Arg或者 Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-1le-Arg或 者 Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Val-Arg或者 Tyr-Leu-Tyr-Glu-Val-Leu-Arg或者 Tyr-1le-Tyr-Glu-Val-Ala-Arg或者 Tyr-1le-Tyr-Glu-Val-Ala-Lys或者
Tyr-1le-Tyr-Glu-Gly-Gly-Lys 。
2.—種編碼根據權利要求1所述短肽的核苷酸。
3.—種如權利要求1所述的促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的短肽片段，其特征在于:所述短肽片段為將所述的7個氨基酸的序列從任意位置截取成4個或5個或6個氨基酸組成的，且具有促進植物發芽、生長和延長貯存期的短肽片段。
4.一種如權利要求2所述的促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的短肽片段，其特征在于:所述短肽片段的核苷酸片段為把所述的7個氨基酸的對應的核苷酸序列從任意位置截取成4個或5個或6個氨基酸對應的堿基序列所組成的，且具有促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽片段。
5.一種如權利要求1所述的促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的類似物，其特征在于:所述短肽類似物是指在用所述短肽和另一種化合物融合或者用所述短肽的氨基酸序列融合另外的多肽或者蛋白質而形成，且具有促進植物發芽、生長和延長貯存期的多肽序列或蛋白質。
6.一種如權利要求1所述的促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的衍生物，其特征在于:所述短肽衍生物是指把所述短肽的氨基酸的序列中的氨基酸的一個或者幾個氨基酸的某個基團用另外的基團取代后，且具有促進植物發芽、生長和延長貯存期的短肽。
7.—種如權利要求1所述的促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的變體，其特征在于:所述短肽變體是指一種具有一個或幾個氨基酸或核苷酸改變的氨基酸序列或編碼它的核苷酸序列，所述改變包括在氨基酸序列或核苷酸序列中，在序列中間的任一位置缺失、插入或替換氨基酸或核苷酸，或在序列兩端添加氨基酸或核苷酸，與本發明短肽有序列同源性或相似性。
8.一種如權利要求1、2、3、4、5、6或7所述的促進植物生根、發芽、生長和延長貯存期的短肽的應用，其特征在于:所述短肽、核苷酸、短肽片段、短肽類似物、短肽衍生物和短肽變體制備具有促進種子植物生根、發芽、生長和延長貯存期的生物功能性制品，在低濃度范圍0.01 mg/L~I mg/L促進植物生根、發芽生長；在高濃度范圍I mg/L~1000 mg/L抑制生長適于延長貯存期。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于:所述的生物功能性是指短肽溶液在低濃度時促進種子植物的生根、發芽、促進植物的生長以及在高濃度時延長植物種子或者成熟果實等的貯存時間的應用功能；所述種子植物包含被子植物和裸子植物。
10.根據權利要求8所述的應用，其特征在于:所述種子植物包含但不限于蔬菜類，所述植物種子還包括水果類、`糧食類、堅果類和花卉類。
【文檔編號】A01N47/44GK103554236SQ201310538399
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】李 昊 申請人:李 昊