CN101698839B

CN101698839B - 尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因与应用

Info

Publication number: CN101698839B
Application number: CN2009102042987A
Authority: CN
Inventors: 朱玉贤; 庞朝友; 逄宇; 宋文强; 王慧; 靳翔; 秦咏梅
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: CN101698839A

Abstract

本发明公开了一种尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因与应用。尿苷二磷酸木糖异构酶，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与尿苷二磷酸阿拉伯糖的合成相关由a)衍生的蛋白质。本发明还公开了该蛋白的编码基因。将本发明的尿苷二磷酸木糖异构酶编码基因导入棉花中，从而使棉花纤维长度增加，提高棉纤维的品质和产量。本发明的尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因具有重大的经济价值和应用前景。

Description

尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因与应用

技术领域

本发明涉及尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因与应用。

背景技术

棉花纤维是从胚珠外表皮细胞分化而来的单细胞结构。棉花纤维是纺织工业的重要原料，具有重要的经济价值。纤维质量决定其最终的长度与强度。同时，棉纤维细胞也是研究细胞伸长、分化和细胞壁合成等重要生物学现象的理想系统。所以研究纤维伸长有重要的经济价值和理论意义。

棉花纤维细胞的发育过程是细胞超常伸长和细胞壁超常加厚的过程。陆地棉长度约为3.0cm左右，陆地棉细胞壁直径为11-22μm，也就是说长宽比为1000-3000。棉花纤维细胞的形成一般可以分为四个相互有重叠的时期：纤维起始，细胞伸长(初生壁形成)、次生壁沉积和成熟期。

细胞壁是植物区别于动物的主要器官之一。初生细胞壁主要由纤维素、果胶、半纤维素等多糖组成。一些特殊细胞，如棉花纤维、木质部和厚壁组织细胞，会在停止生长之后继续在初生壁内部淀积次生细胞壁，主要有纤维素、半纤维素和少量木质素组成。细胞壁的沉积与改变对植物的生长、发育以及对外界环境的响应都有重要的作用。它最终决定了细胞的大小与形状。

植物细胞壁果胶主要由三类多糖混合而成：同聚半乳糖醛酸(HGA)、聚鼠李半乳糖醛酸I(RG I)和聚鼠李半乳糖醛酸II(RGII)。同聚半乳糖醛酸是半乳糖醛酸的同聚物。聚鼠李半乳糖醛酸I是重复的鼠李糖和半乳糖醛酸二糖单元组成的异聚体，其中鼠李糖残基还连有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖。聚鼠李半乳糖醛酸II是经过修饰的同聚半乳糖醛酸，是连接结构多样化的多糖，它在细胞壁中的含量很低。

植物细胞壁丰富的多糖是由尿苷二磷酸葡萄糖经一系列的转化成各种核苷糖，再经糖基转移酶合成的。阿拉伯糖是组成阿拉伯聚糖的主要糖单元，阿拉伯聚糖是组成果胶多糖和AGP的一部分。尿苷二磷酸阿拉伯糖(UDP-L-Arabinose，UDP-Ara))是合成阿拉伯聚糖的活化前体，UDP-Ara它是由尿苷二磷酸木糖异构酶(UDP-D-xylose4-epimerase，UXE)负责合成的。UDP-Ara是在尿苷二磷酸木糖异构酶(UDP-D-xylose4-epimerase，UXE)的催化下由尿苷二磷酸木糖(UDP-xylose，UDP-Xyl)异构而成的。UXE是一种可逆酶，也可催化由UDP-Xyl到UDP-Ara的转换。

2002年，Tokumoto等研究发现，在纤维伸长期，细胞壁基质多糖(主要是果胶与半纤维素)占细胞壁糖总量的30-50％，而到次生壁加厚期，该比重迅速下降到3％。1999年，Chanliaud和Gidley等证实，果胶多糖可以通过参与纤维素的淀积而影响细胞壁的性质。同年，Wen等发现，抑制果胶甲酯酶的表达可以改变豌豆根部细胞的性状，从而使根变短。2003年，Jones等使用阿拉伯聚糖酶水解果胶RG I，使离体鸭跖草叶片气孔的开闭功能失去。2006年，Moore等研究Myrothamnus flabellifolius(经过数次长期干旱失水依然能遇水复活)的叶子细胞壁结构发现，富含阿拉伯聚糖的细胞壁多糖的存在赋予其多次失水和水化的结构性质。以上研究均表明，果胶多糖对细胞的伸长和细胞壁的灵活性非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因与应用。

本发明所提供的尿苷二磷酸木糖异构酶，是与尿苷二磷酸阿拉伯糖的合成相关的蛋白，该蛋白命名为GhUXE1，是如下a)或b)的蛋白：

a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与尿苷二磷酸阿拉伯糖的合成相关由a)衍生的蛋白质。

所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸的取代和/或缺失和/或添加。

其中，序列表中序列2由413个氨基酸残基组成。

为了使a)的GhUXE1蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1.标签的序列

标签	残基	序列
			Poly-Arg	5-6(通常为5个)	RRRRR
Poly-His	2-10(通常为6个)	HHHHHH
			FLAG	8	DYKDDDDK
Strep-tag II	8	WSHPQFEK
			c-myc	10	EQKLISEEDL

上述b)中的GhUXE1蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述b)中的GhUXE1蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列1自5′末端第114-1355位所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。

所述蛋白的编码基因也属于本发明的保护范围。

所述蛋白的编码基因，是如下1)至4)中任一所述的基因；

1)其核苷酸序列是序列表中序列1；

2)其编码序列是序列表中序列1自5′末端第114-1355位；

3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA片段杂交且编码与尿苷二磷酸阿拉伯糖的合成相关的蛋白的DNA分子；

4)与1)或2)的基因具有90％以上的同源性，且编码与尿苷二磷酸阿拉伯糖的合成相关的蛋白的DNA分子。

所述步骤4)中的基因，与1)的基因最好有95％以上的同源性。

序列表中的序列1由1649个核苷酸组成，自5′末端第114-1355位为编码序列，编码序列表中序列2所示的蛋白。

上述严格条件可为在6×SSC，0.5％SDS的溶液中，在68℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。

扩增GhUXE1基因全长或任一片段的引物对也属于本发明的保护范围。

含有上述GhUXE1基因的重组载体、转基因细胞系和重组菌、扩增所述基因的全长及其任意片段的引物对也属于本发明的保护范围。

可用现有的植物表达载体构建含有GhUXE1基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表达载体。携带有本发明的GhUXE1基因的植物表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到植物细胞或组织中。

使用GhUXE1基因构建重组植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、泛生素基因Ubiquitin启动子(pUbi)等，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。

为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。

本发明另一目的在于提供上述蛋白作为尿苷二磷酸木糖异构酶的应用。

本发明的又一目的在于提供上述蛋白或任一上述基因在转化尿苷二磷酸木糖(UDP-Xylose)为尿苷二磷酸阿拉伯糖(UDP-Arabinose)中的应用或者在转化UDP-Arabinose为UDP-Xylose中的应用。

本发明的另一个目的是提供一种培育高尿苷二磷酸阿拉伯糖含量的转基因植物的方法。

本发明所提供的培育高尿苷二磷酸阿拉伯糖含量的转基因植物的方法，是将所述基因导入植物细胞中，得到尿苷二磷酸阿拉伯糖含量提高的转基因植物。

其中，所述植物具体可为棉花。

本发明的尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因可用来培育纤维长度增加的棉花。

本发明的尿苷二磷酸木糖异构酶编码基因在纤维快速伸长期(开花后10天)表达丰度最高，并且快速伸长的纤维初生细胞壁含有大量的阿拉伯糖，说明GhUXE1是合成果胶多糖中的阿拉伯糖的关键步骤，对纤维伸长非常重要。将本发明的尿苷二磷酸木糖异构酶编码基因导入棉花中，从而使棉花纤维长度增加，提高棉纤维的品质和产量。本发明的尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因具有重大的经济价值和应用前景。

附图说明

图1为GhUXE1在棉花不同发育时期的表达水平分析。

图2为棉纤维和胚珠的初生壁糖成分的气相色谱分析。

图3为尿苷二磷酸-阿拉伯糖对纤维伸长的影响。

图4为乙烯处理对GhUXE1基因表达水平的影响。

图5为GhUXE1蛋白的真核表达。

图6为GhUXE1蛋白的酶活性测定。

具体实施方式

下述实施例中如无特殊说明所用方法均为常规方法，所用试剂均可从商业途径获得。

下述实施例中的百分含量，如无特别说明均为质量百分含量。

实施例1、尿苷二磷酸木糖异构酶编码基因的克隆

一、GhUXE1基因的克隆

选取野生型陆地棉品种徐州142(WT)(中国农业科学院棉花研究所的国家中期棉花种子库)开花后10天的纤维，提取总RNA，总RNA的提取按Promega公司的RNA gentsTotal RNA Isolation System kit进行。取5g的总RNA反转录获得cDNA的一链，反应体系如下：

总RNA 10μL(5μg)、Oligo(dT)(20μmol/L)1.5μL、10×buffer 2.5μL、dNTPmix(2.5mmol/L)2μL、灭菌水8μL。

42℃水浴1min后向反应体系中加入1μL(200U)SuperScript^TMII RT，轻轻混合，42℃保温50min；70℃水浴15min，终止该反应；获得cDNA的第一链。

设计引物进行PCR扩增，引物序列如下：

P1：5′CACGTTTTCAATCATCGTGGATTTG 3′；

P2：5′TCAATAAAACTGAGCCTGAGCTGG 3′。

PCR扩增条件为：先94℃3min；然后94℃1min，60℃45s，72℃2min，30个循环；最后72℃10min。

PCR扩增出约1649bp的片段，回收后连接到pGEM-T Easy载体上，构建重组质粒pT-GhUXE1，并转化大肠杆菌DH5α，提取酶切鉴定正确的阳性克隆的质粒进行测序，测序结果表明，克隆得到的cDNA序列如序列表中序列1所示，其编码序列是序列表中序列1自5′末端第114-1355位，编码序列表中序列2所示的蛋白。

二、GhUXE1表达水平与纤维伸长的关系

选取不同发育时期的野生型陆地棉品种徐州142(WT)和无绒无絮突变体(FL)棉花(中国农业科学院棉花研究所的国家中期棉花种子库)，利用实时定量PCR分析GhUXE1的表达水平。

具体步骤如下：

RNA的提取：根据操作手册Micro-TO-Midi Total RNA PurificationSystem(Invitrogen，USA)从野生型陆地棉品种徐州142开花当天以及开花后3天的胚珠、开花后5、10、15、20和25天的纤维，以及无绒无絮突变体和野生型陆地棉品种徐州142开花后10天的胚珠中分别提取总RNA。

cDNA模板的制备：以5μg的总RNA为模板，用DNA酶I消化基因组DNA，然后根据操作手册用SUPERSCRIPT^TM第一条链合成系统合成cDNA第一条链。

实时定量PCR：分别设计GhUBQ7和GhUXE1基因特异引物，选取看家基因棉花泛素(Ubiquitin，UBQ)作为内标，根据DyNAmo^TM SYBR Green Qpcr Kit(Finnzymes，USA)操作手册进行实时定量PCR分析GhUXE1的表达。

GhUBQ7引物5’序列：5’-GAAGGCATTCCACCTGACCAAC-3’；

GhUBQ7引物3’序列：5’-CTTGACCTTCTTCTTCTTGTGCTTG-3’。

GhUXE1引物5’序列：5’AAGATTAGGTGAGGCTCCCAGAC-3’；

GhUXE1引物3’序列：5’TTCCAGTGCCAACATTGTAGATTC-3’。

反应体系如下：

反应参数：95℃预变性20s，42个循环扩增(每个循环包括94℃变性10s，58℃退火20s，72℃延伸30s)，然后读取78-80℃采集的荧光数据；最后延伸5min。

实时定量PCR结果如图1所示，GhUXE1表达在野生型陆地棉品种徐州142开花后10天的胚珠和无绒无絮突变体开花后10天的胚珠中丰度很低，但是在开花后10天的野生型陆地棉品种徐州142的纤维中丰度最高，这说明GhUXE1在纤维细胞中表达水平显著上调，对纤维的发育可能具有重要作用。图1中，WT-F表示野生型陆地棉品种徐州142的纤维，WT-O表示野生型陆地棉品种徐州142胚珠，FL-O表示无绒无絮突变体胚珠，其后的数字代表开花后的天数。

三、棉纤维和胚珠的初生壁醛酸糖成分的气相色谱分析

具体步骤如下：

1.多糖分解：分别称取10mg棉纤维和胚珠的细胞壁，加入1.25ml 2M的三氟乙酸(TFA)，加入50μl的5mg/ml肌醇作内标，120℃，2h；离心，上清取250μl转入15ml离心管中，40度水浴条件下氮气吹干。

2.加入245μl 2.6M的氨水，再加700μl 2％(质量百分比)的硼氢化钠(用二甲亚砜溶解)，40℃水浴，90min。

3.加入175μl乙酸，中和。

4.加入175μl1-甲基咪唑，2.8ml乙酸酐，室温反应15min。

5.加入5.6ml水，1ml二氯甲烷(DCM)，萃取糖衍生物(DCM相)。

6.DCM相用氮气吹干，用200μl DCM重悬，再用1ml水萃取杂质，离心分层。

7.10μl DCM相用于GC-MS分析，HP-5柱，程序：110℃，2min，10℃/min升至200℃，保持5min，10℃/min升至250℃，保持10min，10℃/min升至240℃，保持10min；各糖成分先根据标样保留时间进行鉴定，然后再用质谱进行确认。

结果如图2所示，经气相色谱-质谱分析，开花10天的纤维和胚珠((WT-F-10、FL-O-10和WT-O-10)的细胞壁中，开花10天的纤维的细胞壁中的阿拉伯糖含量比胚珠中显著增高。

图2中，WT-F表示野生型陆地棉品种徐州142的纤维，WT-O表示野生型陆地棉品种徐州142胚珠，FL-O表示无绒无絮突变体胚珠，其后的数字代表开花后的天数。

四、尿苷二磷酸阿拉伯糖(UDP-阿拉伯糖，UDP-Ara)对纤维伸长的影响

胚珠培养液的组成见表1。

开花后1天的野生型陆地棉品种徐州142胚珠用来进行培养实验。步骤如下：

1)开花后1天的棉桃采摘下来后，用10％次氯酸钠浸泡10-15分钟，再用胚珠培养液清洗4次；

2)用酒精灯烧过的小镊子和手术刀小心将胚珠放入装有胚珠培养液的50ml三角瓶中，并加入5μM的UDP-阿拉伯糖；

3)将装有胚珠的三角瓶放到温箱中暗培养，注意不要晃动三角瓶。

以不加UDP-阿拉伯糖作为对照。

结果如图3所示，1代表对照，2代表加入5μM的UDP-阿拉伯糖，说明UDP-阿拉伯糖可以显著促进纤维的伸长。

五、乙烯处理对GhUXE1基因表达水平的影响

野生型陆地棉品种徐州142胚珠在胚珠培养液中培养，加入0.1μM的乙烯并密封，37度恒温培养。以未加入乙烯在胚珠培养液中培养的胚珠为对照。分别于3、6、12小时收集乙烯处理和对照的胚珠，分别提取总RNA、按照(二)中的方法进行实时定量PCR。

结果如图4所示，乙烯处理3小时的GhUXE1基因表达量即增加到未处理组的4倍左右，说明乙烯可显著促进GhUXE1基因的表达。

六、GhUXE1的酶活性测定

1)酵母表达载体构建。

以野生型陆地棉品种徐州142cDNA为模板，用下述引物进行PCR扩增：

GhUXE1-5’primer：5’-CGGAATTCATGCTAAATTTTGCAAGAGGGAGA-3’；

GhUXE1-3’primer：5’-CCGCTCGAGAGAGGCTGCTGCGTATCCATCACG-3’。

PCR扩增出1244bp的片段，回收后连接到pGEM-T Easy载体上，构建重组质粒并转化大肠杆菌DH5α，提取酶切鉴定正确的阳性克隆的质粒进行测序，测序结果表明，克隆得到的片段的核苷酸序列如序列表中序列1自5′末端第114-1352位，其编码序列2所示的蛋白。

PCR扩增产物插入pYES2-His(Invitrogen)的EcoRI和XhoI位点之间，获得pYES2-GhUXE1-His。

2)GhUXE1的诱导表达

将pYES2-GhUXE1-His转化入酵母表达菌株PEP4(Invitrogen)中，挑取单克隆，于SC-Ura+2％Glucose培养基(6.70g的Yeast Nitrogen Base(Becton，Dickinson andCompany))，0.77g的-Ura DO Supplement(clontech Laboratories，Inc.)，2％Glucose(葡萄糖，北京化学试剂公司)，ddH₂O定容至1000ml)中30℃培养24小时，然后按1∶50的比例转接到50毫升的SC-Ura+2％raffinose培养基(6.70g的Yeast NitrogenBase，0.77g的-Ura DO Supplement，2％raffinose，ddH₂O定容至1000ml)中，培养约18小时至OD₆₀₀达到0.6-0.8时加入2％(质量百分比)的半乳糖，诱导4小时后，收集菌液。重悬于破碎缓冲液(50mM Tris(PH 7.5)，100mM NaCl，1mM EDTA，0.1％TritonX-100，1mM PMSF，1mM DTT)中，玻璃珠破碎菌液后，4℃条件下10000g离心30分钟，取上清和沉淀，并以转化空载体的菌株作阴性对照，进行蛋白印记分析(western分析)，然后测定菌液上清中的蛋白浓度。

不同蛋白样品用抗His的抗体作western分析，如图5所示，1和2分别代表空载体菌液的沉淀和上清；3和4分别代表转化pYES2-GhUXE1-His的诱导后酵母菌液的沉淀和上清；结果可见在转化pYES2-GhUXE1-His的诱导后酵母菌液的上清中表达了大量GhUXE1融合蛋白。

3)活性测定

150μM UDP-Xylose或150μM UDP-Arabinose(购自乔治亚州立大学碳水化合物研究中心(CarboSource Services，University of Georgia))和100微克表达了GhUXE1蛋白的菌液上清，溶于500μL 100mM的磷酸钾缓冲液中(pH 8.0)，30℃反应60min；加入500μL氯仿终止反应。用空载体菌液上清作负对照。16,000g离心5min；收集水相。用ZORBAX Eclipse XDB-C18柱(0.46×15cm；Agilent Technologies)分析水相，柱温：40℃；进样量：30μL，HPLC程序：100％(体积百分比)buffer A(100mM磷酸钾缓冲液含8mM四丁基硫酸氢铵，pH 6.5)持续5min，27min内梯度增加buffer B[70％(体积百分比)buffer A，30％(体积百分比)甲醇，pH 6.5]一直到77％(体积百分比)的buffer B，77％(体积百分比)buffer B持续5min，流速为1mL/min，254nm检测产物。

如图6(UDP-Xyl为UDP-Xylose的缩写；UDP-Ara是UDP-Arabinose的缩写)所示，A为HPLC检测UDP-Xylose和表达空载体的粗提菌液的反应产物；B为HPLC检测UDP-GlcA和表达了GhUXE1蛋白的菌液上清的反应产物。可见表达了GhUXE1蛋白的菌液上清可以将UDP-Xylose转化为UDP-Arabinose，空载体菌液则不能完成此转化。C为HPLC检测UDP-Arabinose和表达空载体的粗提菌液的反应产物；D为HPLC检测UDP-Arabinose和表达了GhUXE1蛋白的菌液上清的反应产物，可见表达了GhUXE1蛋白的菌液上清可以将UDP-Arabinose转化为UDP-Xylose，空载体菌液不能完成此转化。从而证明GhUXE1具有尿苷二磷酸木糖异构酶的活性。

表1.棉花胚珠组织培养液成分

成分	培养液中各成分浓度(mmol/L)
		KH₂PO₄	2.00
H₃BO₃	0.10
		Na₂MoO₄	0.001
CaCl₂·2H₂O	3.00
		KI	0.005
CoCl₂·6H₂O	0.0001
		MgSO₄·7H₂O	2.00
MnSO₄·H₂O	0.10
		ZnSO₄·7H₂O	0.03
CuSO₄·5H₂O	0.0001
		KNO₃	50.00
FeSO₄·7H₂O	0.030
		Na₂EDTA	0.030
尼克酸(Nicotinic acid)	0.004
		维生素B6(Pyridoxine·HCl)	0.004
维生素B1(Thiamine·HCl)	0.0040
		肌醇(inositol)	1.00
D-葡萄糖	100.00
		D-果糖	20.00

序列表

<110>北京大学

<120>尿苷二磷酸木糖异构酶及其编码基因与应用

<130>CGGNARL82107

<160>2

<210>1

<211>1649

<212>DNA

<213>陆地棉(Gossypium hirsutum)

<400>1

cacgttttca atcatcgtgg atttgccacg aagccatttc caaggaaggc tctttgattg 60

atccttgaaa ttgaaacata aattgtgatc atatcacaag aagttttctc caaatgctaa 120

attttgcaag agggagaagc cagccaaggt ctactagatc catgccgttg tccggaatgg 180

aatatcctga tcccaagagg aagagcaatt ttgtaggaaa aatccttatg gctgcaaccc 240

ttacagcctt atgcattatc atgctcaagc aatccccaaa cttcaatact cgaagtcggt 300

tctccgaaca tgaagaaggt gtaatacatg ttctcgtaac tggtggtgct ggctatattg 360

gttcgcatgc tgctttacga cttctgaagg agtcataccg tgtaactatt gtggacaatc 420

tttcacgtgg aaacatgggt gctgtcaagg ttctacaaaa attatttccg gagcctggac 480

agcttcaatt cgtttatgct gacttggggg atttaaaagc agtaaacaaa atattttcag 540

aaaatgcatt tgacgctgta atgcactttg cagctgttgc atatgttggg gaaagcacac 600

ttgatcctct caagtattat cacaacatta cttcaaacac cttggtgatc ttagagtcaa 660

tggctgcaca tgatgttagg actttgatat attctagtac atgtgccaca tatggagagc 720

ctgaaaagat gccaatcact gaagaaaccc cacaggttcc aatcaatcca tatggaaaag 780

ctaagaagat ggcagaggat attatcctgg attactctaa gaactcagac atggcagtaa 840

tgatcctaag atacttcaat gtgattggat cagatcctga aggaagatta ggtgaggctc 900

ccagacctga gttgcgtgag catggacgaa tttcaggtgc ttgttttgat gcagcacgtg 960

gtgttattcc tggtctaaag gtcaagggaa cagactacaa aacacatgat gggacttgca 1020

tacgtgatta tattgatgtt actgacctgg ttgatgctca tgtgaaagct cttaaaaagg 1080

caaagcccgg tgaagtggga atctacaatg ttggcactgg aagaggtaga tcagtgaagg 1140

agtttgtgga agcatgtaag aaagccactg gggtggagat caaagttgac tatctggccc 1200

gccgacctgg agattatgct gaagtgttta gtgatccaac taagatcagg catgagctga 1260

attggacagc tcagtttact gatctccagg aaagtttaca gattgcgtgg caatggcaaa 1320

aggcacatcg tgatggatac gcagcagcct cttaggtgat ggtttcctct ctatagtcta 1380

ctcacagcca ttttagcaat tggcatattg aagactaccc ctaggtggcc ccaattttca 1440

gttgtttatg gaggggtggg aaaatggaga tgaaaattca cttgttcagt acttggctag 1500

ttatatatat atatagagag agagagagag agagagtgag agagagtgag tgagcagcta 1560

attcattata tacgtgtatt tgaagagata aatgatagtt tagtcaataa taagatgatg 1620

aagacccagc tcaggctcag ttttattga 1649

<210>2

<211>413

<212>PRT

<213>陆地棉(Gossypium hirsutum)

<400>2

Met Leu Asn Phe Ala Arg Gly Arg Ser Gln Pro Arg Ser Thr Arg Ser

1 5 10 15

Met Pro Leu Ser Gly Met Glu Tyr Pro Asp Pro Lys Arg Lys Ser Asn

20 25 30

Phe Val Gly Lys Ile Leu Met Ala Ala Thr Leu Thr Ala Leu Cys Ile

35 40 45

Ile Met Leu Lys Gln Ser Pro Asn Phe Asn Thr Arg Ser Arg Phe Ser

50 55 60

Glu His Glu Glu Gly Val Ile His Val Leu Val Thr Gly Gly Ala Gly

65 70 75 80

Tyr Ile Gly Ser His Ala Ala Leu Arg Leu Leu Lys Glu Ser Tyr Arg

85 90 95

Val Thr Ile Val Asp Asn Leu Ser Arg Gly Asn Met Gly Ala Val Lys

100 105 110

Val Leu Gln Lys Leu Phe Pro Glu Pro Gly Gln Leu Gln Phe Val Tyr

115 120 125

Ala Asp Leu Gly Asp Leu Lys Ala Val Asn Lys Ile Phe Ser Glu Asn

130 135 140

Ala Phe Asp Ala Val Met His Phe Ala Ala Val Ala Tyr Val Gly Glu

145 150 155 160

Ser Thr Leu Asp Pro Leu Lys Tyr Tyr His Asn Ile Thr Ser Asn Thr

165 170 175

Leu Val Ile Leu Glu Ser Met Ala Ala His Asp Val Arg Thr Leu Ile

180 185 190

Tyr Ser Ser Thr Cys Ala Thr Tyr Gly Glu Pro Glu Lys Met Pro Ile

195 200 205

Thr Glu Glu Thr Pro Gln Val Pro Ile Asn Pro Tyr Gly Lys Ala Lys

210 215 220

Lys Met Ala Glu Asp Ile Ile Leu Asp Tyr Ser Lys Asn Ser Asp Met

225 230 235 240

Ala Val Met Ile Leu Arg Tyr Phe Asn Val Ile Gly Ser Asp Pro Glu

245 250 255

Gly Arg Leu Gly Glu Ala Pro Arg Pro Glu Leu Arg Glu His Gly Arg

260 265 270

Ile Ser Gly Ala Cys Phe Asp Ala Ala Arg Gly Val Ile Pro Gly Leu

275 280 285

Lys Val Lys Gly Thr Asp Tyr Lys Thr His Asp Gly Thr Cys Ile Arg

290 295 300

Asp Tyr Ile Asp Val Thr Asp Leu Val Asp Ala His Val Lys Ala Leu

305 310 315 320

Lys Lys Ala Lys Pro Gly Glu Val Gly Ile Tyr Asn Val Gly Thr Gly

325 330 335

Arg Gly Arg Ser Val Lys Glu Phe Val Glu Ala Cys Lys Lys Ala Thr

340 345 350

Gly Val Glu Ile Lys Val Asp Tyr Leu Ala Arg Arg Pro Gly Asp Tyr

355 360 365

Ala Glu Val Phe Ser Asp Pro Thr Lys Ile Arg His Glu Leu Asn Trp

370 375 380

Thr Ala Gln Phe Thr Asp Leu Gln Glu Ser Leu Gln Ile Ala Trp Gln

385 390 395 400

Trp Gln Lys Ala His Arg Asp Gly Tyr Ala Ala Ala Ser

405 410

Claims

1.一种蛋白质，是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。

2.权利要求1所述蛋白的编码基因。

3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因是如下1)或2)的基因：

1)其核苷酸序列是序列表中序列1；

2)其编码序列是序列表中序列1自5′末端第114-1355位。

4.含有权利要求2或3所述基因的重组表达载体。

5.含有权利要求2或3所述基因的转基因细胞系。

6.含有权利要求2或3所述基因的重组菌。

7.权利要求1所述的蛋白在作为尿苷二磷酸木糖异构酶的应用。

8.权利要求1所述的蛋白在转化尿苷二磷酸木糖为尿苷二磷酸阿拉伯糖中的应用或者在转化尿苷二磷酸阿拉伯糖为尿苷二磷酸木糖中的应用。

9.权利要求2或3所述的基因在转化尿苷二磷酸木糖为尿苷二磷酸阿拉伯糖中的应用或者在转化尿苷二磷酸阿拉伯糖为尿苷二磷酸木糖中的应用。

10.一种培育高尿苷二磷酸阿拉伯糖含量的转基因植物的方法，是将权利要求2或3所述基因导入植物细胞中，得到尿苷二磷酸阿拉伯糖含量提高的转基因植物。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述植物为棉花。

12.权利要求1所述蛋白在培育纤维长度增加的棉花中的应用。

13.权利要求2或3所述基因在培育纤维长度增加的棉花中的应用。

14.权利要求4所述重组表达载体在培育纤维长度增加的棉花中的应用。

15.权利要求5所述转基因细胞系在培育纤维长度增加的棉花中的应用。

16.权利要求6所述重组菌在培育纤维长度增加的棉花中的应用。