一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种促进种子植物发芽、生长和延长贮存期的短肽及其应用。该短肽的短肽片段、类似物、衍生物、变体的氨基酸主序列具有与该短肽氨基酸主序列≥70%的相同性，≥90%的相似性；短肽、核苷酸、短肽片段、短肽类似物、短肽衍生物和短肽变体用于制备促进植物种子生根、发芽、生长以及延长贮存期的功能性制品及其应用。本发明涉及的短肽分子结构明确，生产技术成熟，成品无毒无害无副作用，显著特点是促进植物种子生根、发芽、生长以及延长其贮存期。
【专利说明】一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于生物技术农业领域，本发明更具体涉及了一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽及其应用。
【背景技术】
[0002]植物的生根、发芽、生长和贮存一直是农业发展最关键的问题。能够促进植物种子快速生根、发芽、生长的物质是当今农业发展的所急需的。而目前市场上的植物生长素大都是植物激素，生长素中最重要的化学物质为3-吲哚乙酸。人工合成作用类似的植物生长调节剂还有芸苔素、细胞分裂素、赤霉素、萘乙酸钠、胺鲜酯(DA-6)等。该类生长素具有双重性，既能促进生长又能抑制生长。即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。这些植物生长素大都拥有急性经口毒性和急性经皮毒性，因此，寻求一种无毒无害无副作用的非激素类的植物生长素是农业发展众望所求。而用生物活性肽——来自于蛋白质的片段的氨基酸序列所形成的短肽，做为植物的生根、发芽、生长及贮存的制品应用，是一种新的需求。
[0003]对于种子或者果实的长期贮存与短期的储存或者长途运输，在工农业方面也非常重要。主要是防止种子或果实被细菌侵入发生腐败变质。常用的防腐剂和保鲜剂都是化合物，如苯甲酸、二丁基羟基甲苯等，这些化合物大都是有毒性的；还有天然的保鲜剂如没食子丙酸酯、维生素E、香辛料提取物等，以及新型保鲜剂如乳链球菌素、溶菌酶等；粮食保鲜剂多用柠檬酸钠、焦亚硫酸钠等。这些防腐剂或保鲜剂都有其最适合的作用物质，在其特定的范围内，起到较强的延长贮存期或储存期的作用。其中，乳链球菌素(Nisin)是一个由34个氨基酸组成的多肽，对蛋白质含量高的食品有较强作用，而由低于10个氨基酸以下的短肽，用在延长种子或果实的贮存期方面，还未见文献报道。
[0004]因此，研制既能够促进植物生根、发芽、生长，又能够延长贮存期的生物活性短肽及其应用具有十分重要的意义与价值。
【发明内容】
[0005]本发明目的是针对上述问题，提供一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽及其应用，其特征在于:
〈1>组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个氨基酸序列所对应的3个密码子构成的基因序列。
[0006]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的短肽片段，其特征在于:所述短肽片段为将所述的7个氨基酸的序列从任意位置截取成3个或4个或5个或6个氨基酸组成的，且具有促进植物发芽、生长和延长贮存期的短肽片段。
[0007]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮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为把所述的7个氨基酸的对应的核苷酸序列从任意位置截取成3个或4个或5个或6个氨基酸对应的碱基序列所组成的，且具有促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽片段。
[0008]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的类似物，其特征在于:所述短肽类似物是指在用所述短肽和另一种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质而形成，且具有促进植物发芽、生长和延长贮存期的多肽序列或蛋白质。
[0009]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮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个或者几个氨基酸的某个基团用另外的基团取代后，且具有促进植物发芽、生长和延长贮存期的短肽。
[0010]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的变体，其特征在于:所述短肽变体是指一种具有一个或几个氨基酸或核苷酸改变的氨基酸序列或编码它的核苷酸序列，所述改变包括在氨基酸序列或核苷酸序列中，在序列中间的任一位置缺失、插入或替换氨基酸或核苷酸，或在序列两端添加氨基酸或核苷酸，与本发明短肽有序列同源性或相似性。
[0011]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的应用，其特征在于:所述短肽、核苷酸、短肽片段、短肽类似物、短肽衍生物和短肽变体制备具有促进种子植物生根、发芽、生长和延长贮存期`的生物功能性制品，在低浓度范围0.01 mg/L~I mg/L促进植物生根、发芽生长；在高浓度范围I mg/L~1000 mg/L抑制生长适于延长贮存期。
[0012]本发明所述的一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的应用，其中所述的生物功能性是指促进种子植物的生根、发芽、促进植物的生长以及延长植物种子或者成熟果实等的贮存时间的应用功能。此种子植物包含被子植物和裸子植物，即包含但不限于蔬菜类:叶菜类如大白菜，根茎类如土豆、萝卜等，果菜类如黄瓜、菜椒、豆角、甜菜等；水果类:如甘蔗，瓜类如西瓜，浆果类如草莓、蓝莓、黑莓、葡萄等，核桃类如樱桃、桃子、大枣、龙眼、梅子等，仁果类如苹果、梨、枇杷、猕猴桃等；粮食类如稻谷、玉米、小麦、大豆、高粱等；花卉类如玫瑰花、康乃馨花和波斯菊等。
[0013]本发明的显著优点是:本发明的短肽来自于运用生物信息学的方法把国际蛋白质数据库的蛋白进行序列比对，筛选出来的一种新型的具有活性功能的生物活性肽，运用本发明的短肽对植物种子的生根、发芽、生长及延长贮存期拥有卓越的显著功效。
[0014]【专利附图】
【附图说明】
图1是本发明涉及的短肽在不同浓度区间促进细胞的分裂、增殖作用相关实验结果分析图。
[0015]图2是本发明涉及的短肽促进甘蔗生根、发芽效果实验图。[0016] 用本发明涉及的短肽培养甘蔗，考察实验组和对照组甘蔗的生根、发芽情况。(I)实验组甘蔗是用含有本发明的短肽培养液培养7天，明显有根芽长出来；(2)对照组是不含有本发明的短肽培养液，很明显，根芽很短，比实验组相差很多。
[0017]图3是本发明涉及的短肽截取的短肽片段促进甘蔗生根、发芽和生长的效果实验图。
[0018]用本发明涉及的短肽培养甘蔗，考察实验组和对照组甘蔗的生根、发芽情况。(I)实验组甘蔗是用含有本发明的短肽培养液培养7天，明显有根芽长出来；(2)对照组是不含有本发明的短肽培养液，很明显，根芽很短，比实验组相差很多。
[0019]图4是本发明涉及的短肽延长甘蔗贮存期的效果实验图。
[0020]用本发明涉及的短肽浸泡甘蔗截面，然后真空无菌包装，7天考察结果。(I)实验组甘蔗的截面变化不到，颜色呈现黄色，和当时切面色泽一致；(2)没有经过本发明涉及的短肽处理的甘蔗，其表面呈现红褐色，这是甘蔗的多酚氧化酶导致甘蔗褐变反应。
[0021]图5是本发明涉及的短肽变体延长甘蔗贮存期的效果实验图。
[0022]用本发明涉及的短肽浸泡甘蔗截面，然后真空无菌包装，7天考察结果。(I)实验组甘蔗的截面没什么变化，颜色呈现黄色，和刚切开时切面色泽一致；(2)没有经过本发明涉及的短肽处理的甘蔗，其表面呈现红褐色，这是甘蔗的多酚氧化酶导致甘蔗褐变反应，影响甘蔗的贮存。
【具体实施方式】
[0023]本发明涉及的短肽，采用化学合成的方法来制备，即本领域熟知的已经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。具体做法就是将被保护的氨基酸逐个偶联到惰性固相载体上去，然后利用强酸将肽链从载体上裂解下来，同时去除侧链保护。
[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为主要序列，从任意位置截取成3个或4个或5个或6个氨基酸组成的与所述短肽具有同样生物活性的短肽片段，短肽类似物，短肽衍生物，短肽变体等都具有本发明所述的功效作用。
[0025]核苷酸采用人工合成方法制备；编码短肽的核苷酸包含下组中的一种:
Ca)编码具有所述氨基酸序列的短肽或其片段、类似物、衍生物或其变体的核苷酸；
(b)与(a)所述核苷酸互补的核苷酸；
(C)与(a)或(b)中所述核苷酸有> 75%相同性的核苷酸；
该核苷酸基本由编码具有〈1>所述的氨基酸序列短肽的核苷酸组成，本发明的核苷酸序列，其形式为DNA形式包括cDNA或人工合成的DNA。DNA可以是单链的也可以是双链的。编码短肽的编码区序列可以和〈2>中的核苷酸相同，也可以不同，称为变异体，其中变异体是指具有编码权利要求1中的氨基酸序列的编码，但可以和〈2>中的核苷酸不同。变异体可以是一个或几个核苷酸取代、插入、缺失的核苷酸序列，但不会改变编码〈1>中氨基酸序列的短肽的活性功能。
[0026]该短肽或核苷酸的“变体”是指一种具有一个或几个氨基酸或核苷酸改变的氨基酸序列或编码它的核苷酸序列。改变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、添加或替换。变体可具有“保守性”改变，其中替换的氨基酸具有与原氨基酸相类似的结构或化学性质，也可以有“非保守性”改变，其中替换的氨基酸不具有与原氨基酸相类似的结构或化学性质。“缺失”是指在氨基酸序列或核苷酸序列中一个或几个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间任意位置插入一个或几个氨基酸；“添加”是指在氨基酸序列或核苷酸序列的N端或C端添加一个或几个氨基酸；“替换”是指用不同的氨基酸或核苷酸替换一个或几个氨基酸或核苷酸。
[0027]该短肽、核苷酸、短肽片段、短肽类似物、短肽衍生物和短肽变体用于制备促进植物种子生根、发芽、生长以及延长贮存期的功能性制品包括但不限于下述功效的用途:
此种子植物包含被子植物和裸子植物，即包含但不限于
1.蔬菜类:叶菜类如大白菜，根茎类如土豆、萝卜等，果菜类如黄瓜、菜椒、豆角、甜菜等;
2.水果类:如甘鹿，瓜类如西瓜，浆果类如草莓、蓝莓、黑莓、葡萄等，核桃类如樱桃、桃子、大枣、龙眼、梅子等，仁果类如苹果、梨、枇杷、猕猴桃等；
3.粮食类:如稻谷、玉米、小麦、大豆、高粱等。
[0028]4.花卉类如玫瑰花、康乃馨花和波斯菊等。
[0029]在计算短肽片段、短肽衍生物和短肽变体的氨基酸主序列具有与短肽氨基酸主序列的相同性和相似性时，“相同性百分率”是指两种或多种氨基酸或核酸序列比较中序列相同的百分率。根据 Cluster 法(Higging D.G.& Sharp P.M., Gene 1988，73:234-237 )通过检查所有配对之间的距离将各组序列排列成簇，然后将各簇以成对或成组分配。两个氨基酸序列如序列A和序列B之间的相同性百分率通过下式计算:
【权利要求】
1.一种促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽，其特征在于:组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.—种编码根据权利要求1所述短肽的核苷酸。
3.—种如权利要求1所述的促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的短肽片段，其特征在于:所述短肽片段为将所述的7个氨基酸的序列从任意位置截取成4个或5个或6个氨基酸组成的，且具有促进植物发芽、生长和延长贮存期的短肽片段。
4.一种如权利要求2所述的促进植物生根、发芽、生长和延长贮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为把所述的7个氨基酸的对应的核苷酸序列从任意位置截取成4个或5个或6个氨基酸对应的碱基序列所组成的，且具有促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽片段。
5.一种如权利要求1所述的促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的类似物，其特征在于:所述短肽类似物是指在用所述短肽和另一种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质而形成，且具有促进植物发芽、生长和延长贮存期的多肽序列或蛋白质。
6.一种如权利要求1所述的促进植物生根、发芽、生长和延长贮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个或者几个氨基酸的某个基团用另外的基团取代后，且具有促进植物发芽、生长和延长贮存期的短肽。
7.—种如权利要求1所述的促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的变体，其特征在于:所述短肽变体是指一种具有一个或几个氨基酸或核苷酸改变的氨基酸序列或编码它的核苷酸序列，所述改变包括在氨基酸序列或核苷酸序列中，在序列中间的任一位置缺失、插入或替换氨基酸或核苷酸，或在序列两端添加氨基酸或核苷酸，与本发明短肽有序列同源性或相似性。
8.一种如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的促进植物生根、发芽、生长和延长贮存期的短肽的应用，其特征在于:所述短肽、核苷酸、短肽片段、短肽类似物、短肽衍生物和短肽变体制备具有促进种子植物生根、发芽、生长和延长贮存期的生物功能性制品，在低浓度范围0.01 mg/L~I mg/L促进植物生根、发芽生长；在高浓度范围I mg/L~1000 mg/L抑制生长适于延长贮存期。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于:所述的生物功能性是指短肽溶液在低浓度时促进种子植物的生根、发芽、促进植物的生长以及在高浓度时延长植物种子或者成熟果实等的贮存时间的应用功能；所述种子植物包含被子植物和裸子植物。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于:所述种子植物包含但不限于蔬菜类，所述植物种子还包括水果类、`粮食类、坚果类和花卉类。
【文档编号】A01N47/44GK103554236SQ201310538399
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】李 昊 申请人:李 昊