CN107936099B

CN107936099B - Lhap1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用

Info

Publication number: CN107936099B
Application number: CN201711143127.9A
Authority: CN
Inventors: 张立新; 刘旖旎; 马今方
Original assignee: Institute of Botany of CAS
Current assignee: Institute of Botany of CAS
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: CN107936099A

Abstract

本发明公开了LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用。本发明发现了定位于叶绿体的跨膜蛋白LHAP1，并且发现LHAP1基因的缺失突变体植株(lhap1)表现出叶色黄绿，光合效率降低。本发明通过对LHAP1的分离和基因功能的鉴定分析，确立了LHAP1在植物捕光色素蛋白LHCII转运过程中的调控作用，在实际生产中可利用该基因通过转基因手段调控LHCII蛋白含量。

Description

LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用。

背景技术

在高等植物体内，捕光色素蛋白复合体(LHC)是一类捕获光能，并把能量迅速传至反应中心引起光化学反应的色素蛋白复合体。虽然高等植物体内的光系统I(LHCI)和光系统II(LHCII)都含有各自的捕光色素蛋白复合体，但由于LHCII结合占光合膜中近50％的色素和约1/3的蛋白质、生理功能复杂、且易被大量提取而倍受研究者的关注。LHCII的组分是一类结构相似、进化相关、由核基因(Lhcb)编码的蛋白与色素所形成的色素蛋白复合体家族(LHCB)。它们在类囊体膜中除了进行光能的吸收和传递之外，在维持类囊体膜的结构、调节激发能在两个光系统之间的分配、光保护以及对各种环境的适应等过程中都起着重要的作用。

根据编码其蛋白质组分的基因类型对LHCII的多肽组分进行了较系统的命名。LHCII主要由六种色素蛋白复合体组成，它们分别由Lhcb1、Lchb2、Lhcb3、Lhcb4、Lhcb5和Lhcb6六种基因型编码的蛋白与色素形成主体LHCII(LHCB1、LHCB2和LHCB3)以及微量LHCII(CP29、CP26和CP24)。LHCB蛋白的表达及运输到叶绿体的过程、影响激发能在两个光系统之间的分配、类囊体膜超微结构的调控，以及光合磷酸化、色素与蛋白重组等诸多方面。尽管在高等植物中，LHCB蛋白是目前研究最多、也是结构比较清楚的一类蛋白家族，但对其家族各成员的功能及它们的相互关系及影响因子的研究仍不深入。因此研究影响LHCB蛋白表达及转运的调控因子，并解析它的调控机制，加以应用来提高或有目的控制LHCB蛋白含量，从而提高植物光能转化效率具有一定的生产实践意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何调控植物光合作用。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了LHAP1蛋白的新用途；所述LHAP1蛋白为如下a)或b)或c)或d)的蛋白质在调控植物光合作用中的应用：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；

d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示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c)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

上述c)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

上述c)中的蛋白质的编码基因可通过将序列1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。

上述d)中，“同源性”包括与本发明的序列2所示的氨基酸序列具有75％或更高，或80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同源性的氨基酸序列。

本发明提供了LHAP1蛋白在调控植物光合作用中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了与LHAP1蛋白相关的生物材料的新用途。

本发明提供了与LHAP1蛋白相关的生物材料在调控植物光合作用中的应用。

所述生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：

A1)编码LHAP1蛋白的核酸分子；

A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；

A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；

A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；

A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；

A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；

A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；

A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；

A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；

A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；

A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；

A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。

上述应用中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：

1)其编码序列是序列表中序列1的cDNA分子或DNA分子；

2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码LHAP1蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；

3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码LHAP1蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子。

其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。

本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本发明的编码LHAP1蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，与编码LHAP1蛋白质的核苷酸序列具有75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码LHAP1蛋白质且具有相同功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。

这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。

上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。

上述应用中，A2)所述的含有编码LHAP1蛋白质的核酸分子的表达盒(LHAP1基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达LHAP1蛋白质的DNA，该DNA不但可包括启动LHAP1转录的启动子，还可包括终止LHAP1转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。

可用现有的表达载体构建含有所述LHAP1基因表达盒的重组载体。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pAHC25、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3′端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3′端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因Nos)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3′端转录的非翻译区均具有类似功能。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的编码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)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptII基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因，和赋予对氨甲喋呤抗性的dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除莠剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。

上述应用中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。

上述应用中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌，如农杆菌。

上述应用中，所述转基因植物细胞系不包括繁殖材料。

上述应用中，所述调控植物光合作用体现在1)-4)中任一种：

1)调控捕光色素蛋白LHCII含量；

2)调控或影响捕光色素蛋白LHCII的转运；

3)调控或影响捕光色素蛋白LHCII在叶绿体中稳态水平的积累；

4)与Tic110蛋白和/或Tic20蛋白和/或LTD蛋白发生相互作用。

上述应用中，所述调控捕光色素蛋白LHCII含量为调控Lhcb5蛋白和/或Lhcb6蛋白的含量。

上述应用中，所述调控为提高。

上述LHAP1蛋白质或上述相关生物材料在培育光合作用活性提高的转基因植物中的应用也属于本发明的保护范围。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种培育光合作用活性提高的转基因植物的方法。

本发明提供的培育光合作用活性提高的转基因植物的方法包括提高受体植物中LHAP1蛋白质的表达量和/或活性，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的光合作用活性高于所述受体植物。

上述方法中，所述转基因植物的光合作用活性高于所述受体植物体现在转基因植物的捕光色素蛋白LHCII含量高于受体植物；所述捕光色素蛋白LHCII为Lhcb5蛋白和/或Lhcb6蛋白。

上述方法中，所述提高受体植物中LHAP1蛋白质的表达量和/或活性的方法为在受体植物中过表达LHAP1蛋白质；所述过表达的方法为将LHAP1蛋白质的编码基因导入受体植物；所述LHAP1蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列1所示的DNA分子。

在本发明的具体实施例中，所述LHAP1蛋白质的编码基因通过重组载体导入受体植物中，所述重组载体为将序列表中序列1所示的DNA分子插入pSN1301载体的BamHI和KpnI酶切位点间，且保持pSN1301载体的其他序列不变得到的载体。

上述方法中，所述转基因植物理解为不仅包含将所述LHAP1基因转化目的植物得到的第一代转基因植物，也包括其子代。对于转基因植物，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。

上述方法中，所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物可为拟南芥，所述拟南芥具体为拟南芥突变体植株(lhap1)。

本发明发现了定位于叶绿体的跨膜蛋白LHAP1，并且发现LHAP1基因的缺失突变体植株(lhap1)表现出叶色黄绿，光合效率降低。本发明通过对LHAP1的分离和基因功能的鉴定分析，确立了LHAP1在植物捕光色素蛋白LHCII转运过程中的调控作用，在实际生产中可利用该基因通过转基因手段调控LHCII蛋白含量。

附图说明

图1为lhap1突变体植株的表型图。

图2为lhap1纯合突变体的验证图。

图3为LHAP1蛋白的亚细胞定位图。

图4为lhap1突变体中捕光色素蛋白含量的蛋白免疫印迹图。

图5为lhap1突变体互补的结果图。

图6为LHAP1蛋白可溶性分段与LTD蛋白膜系统酵母双杂的蛋折互作图。

图7为LHAP1蛋白全长与Tic110、Tic20、Tic21蛋白酵母双杂蛋白互作图。

图8为LHAP1蛋白与LTD蛋白的免疫共沉淀的图。

图9为互补植株的LHCII中Lhcb5和Lhcb6组分蛋白的恢复情况。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、LHAP1基因的获得

一、突变体的获得及表型

1、突变体的获得

将野生型拟南芥和突变体种子(从NASC种质资源库中订购的T-DNA插入突变体，种子标号为SALK_031802C)进行低温春化(浸水后4℃避光处理)处理，处理72h后用10％次氯酸钠消毒10min，无菌水清洗4遍，播种到含有2％蔗糖和0.8％琼脂的MS培养基上，置于温度为22℃、光强为100umolm^-2s^-1、光周期为12h/12h(光/暗)的培养条件下进行培养，得到野生型拟南芥幼苗(WT)和突变体植株(lhap1)。

结果发现：与野生型植株相比，突变体植株(lhap1)萌发较野生型晚，生长缓慢，营养生长后期叶色变黄明显，并且生长易受胁迫，在光强增加，温度升高，轻微干旱时叶色变黄表型加重(图1)。

2、突变体的验证及纯合突变体的获得

通过T-DNA元件中携带的Bar基因对野生型拟南芥植株(WT)和突变体植株(lhap1)进行PCR扩增验证，确认突变体植株(lhap1)中确实有T-DNA插入并筛选到纯合突变体植株。PCR验证的引物序列如下：

LP:5'-GATCCCGCCAATGTTATCTCC-3'；

RP:5'-GCATAGCCAAGTCCAGCAAGT-3'；

LB:5'-ATTTTGCCGATTTCGGAAC-3'。

若引物LP和RP扩增出大小为886bp的条带，且引物RP和LB扩增出大小为675bp的条带的为杂合突变体植株；

若引物LP和RP扩增无条带，且引物RP和LB扩增出大小为675bp的条带的为纯合突变体植株。

若引物LP和RP扩增出大小为886bp的条带，且引物RP和LB也扩增无条带的为野生型植株(图2)。

二、LHAP1基因的获得

提取拟南芥(Col-0生态型，购自拟南芥生物资源中心)的基因组DNA，以获得的基因组DNA为模板，采用引物LHAP1S和LHAP1A进行PCR扩增，得到PCR产物，并将PCR产物切胶纯化后连接T-easy载体，转入大肠杆菌DH5α，筛选阳性克隆进行PCR酶切和测序。引物序列如下：

LHAP1S：5’-CCGGAATTCATGGAGCTTCCGTTACTCTCGTAT-3’；

LHAP1A：5’-CGGGATCCTTAAATCAACTTATCCGTGGCCTC-3’。

测序结果表明：PCR产物的核苷酸序列如序列表中序列1所示，将序列1所示的基因命名为LHAP1基因，LHAP1基因编码的蛋白的氨基酸序列如序列表中序列2所示。

三、LHAP1蛋白的定位

1、重组载体PBSK-LHAP1的构建

(1)以序列1所示的LHAP1基因为模板，采用引物LHAP1GFPS和LHAP1GFPA进行PCR扩增，得到PCR产物，即为LHAP1基因。引物序列如下：

LHAP1GFPS：CCGGAATTCATGGAGCTTCCGTTACTCTCGTAT；

LHAP1GFPA：CGGGATCCTTAAATCAACTTATCCGTGGCCTC。

(2)用EcoRI和KpnI双酶切步骤(1)获得的LHAP1基因和PBSK载体(购自信诚兴创科技发展有限公司，产品目录号为Biovector105802)。经连接、转化、鉴定，得到重组载体PBSK-LHAP1。

2、原生质体瞬时表达实验

选择3-4周的苗子，选取第5、6、7片真叶，用锋利的刀片将叶片的中间部分切成0.5-1mm的细条，放入酶解液中消化，黑暗中消化叶片3-4h，离心，得到原生质体，用PEG法将步骤1获得的重组载体PBSK-LHAP1转化原生质体，过夜光下培养。

3、激光扫描共聚焦显微镜的观察

用激光扫描共聚焦显微镜(LSM510META，Zeiss)观察叶肉细胞中GFP的表达，观察时物镜放大倍数为40倍，激发光波长为488nm，带通BP 505-530nm，长通LP 560nm。

结果如图3所示：从图中可以看出，LHAP1蛋白定位于叶绿体中。

实施例2、互补植株的获得及光合功能分析

一、互补植株的获得

1、互补载体的构建

将序列表中序列1所示的DNA分子插入pSN1301载体(购自BioVector质粒载体菌株细胞基因保藏中心，产品货号为Biovector105802)的BamHI和KpnI酶切位点间，且保持pSN1301载体的其他序列不变，得到重组载体。

2、重组菌的获得

将步骤1获得的重组载体转化到EHA105农杆菌(购自北京庄盟国际生物基因科技有限公司，产品目录号为ZC142)中，得到重组菌。

3、转化

采用花序滴定法用步骤2的重组菌侵染实施例1的步骤一获得的纯合突变体植株。具体步骤如下：

(1)将含有目的质粒(重组载体)的农杆菌摇菌到OD₆₀₀＝1.0左右。

(2)4℃，5000g离心10分钟，弃上清液，收集菌体。

(3)用5mL侵染液(含有蔗糖的1/2MS液体培养基，蔗糖质量分数为5％)将菌体悬浮起来，加入4/10,000体积的Silvet表面活性剂(购自北京信诚兴创科技发展有限公司，产品目录号为SL77080596)，混匀，得到处理后的菌液。

(4)用移液枪吸取处理后的菌液，滴加到未开花的花絮上和腋芽处。

(5)侵染后把材料放在暗处两天。

(6)暗处理后材料转到正常生长光下，继续生长。

(7)每周侵染一次，连续侵染3次，成熟后收种。

4、互补植株的获得及PCR鉴定

(1)收到种子后，在添加潮霉素的MS培养基平板上进行阳性苗筛选。并进行PCR验证(PCR验证的引物如下：LP：5'-GATCCCGCCAATGTTATCTCC-3'；RP：5'-GCATAGCCAAGTCCAGCAAGT-3'；LB：5'-ATTTTGCCGATTTCGGAAC-3')。具体步骤如下：引物LP和RP扩增出大小为886bp的条带，引物RP和LB扩增出大小为675bp的条带的为杂合突变体；引物LP和RP扩增出大小为886bp的条带，引物RP和LB扩增无条带的为纯合突变体。

(2)验证出的杂合突变体，单株收种子。每株数约100粒，播种于添加潮霉素的MS培养基平板上。若全部长出阳性苗，则证明上一代的杂合突变体为农杆菌侵染后得到的纯合体。

(3)将上一步得到的农杆菌侵染后的纯合体进行PCR验证，引物同步骤(1)中的PCR验证的引物，引物LP和RP扩增无条带，引物RP和LB扩增出大小为675bp的条带的为阳性互补苗，将其命名为互补植株。

二、光合功能分析

1、光系统蛋白进行免疫印迹分析

(1)全蛋白的提取

取生长六周左右的野生型拟南芥幼苗(WT)、突变体植株(lhap1)和互补植株(lhap1-com)叶片各50mg，提取全蛋白，每50mg加入200μL的buffer E(0.1514g/ml的Tris，0.01g/ml的SDS，10％甘油，0.095g/ml的Na₂S₂O₅，pH 8.8)研磨成匀浆，13000g室温离心10分钟，吸取上清液，取15μL上清液做定量。

(2)全蛋白的定量

采用BioRad Dc Protein Assay试剂盒(Bio-Rad,Hercules,CA,USA)分别对步骤(1)获得的上清液中的全蛋白进行定量。具体步骤如下：

1)配制溶液A’：20μL的S溶液加上1ml溶液A，混合均匀；

2)建立BSA浓度梯度：从0mg/ml至5mg/ml标为1-8号管；将待测样品分别记作9号(907)、10号(lhap1)和11号(lhap1-com)各取10μL。

3)制样：分别向步骤(2)中1至11号小离心管中分别加入50μL混合均匀的溶液A’和400μL溶液B，反应15分钟，测量OD₆₅₀值。

4)分别以2-8号管中的蛋白浓度为横轴，以对应的OD值为纵轴，建立一条通过原点的标准曲线；将9至11号离心管的样品的OD₆₅₀值代入标准曲线方程中，并计算出其对应的蛋白浓度(单位为mg/ml)。

结果如图4和图9所示，通过对光系统蛋白进行免疫印迹分析表明：突变体植株(lhap1)中的LHCII各组分蛋白(Lhcb1、Lhcb2、Lhcb3、Lhcb4、Lhcb5和Lhcb6)均有不同程度减少，其中Lhcb5和Lhcb6蛋白含量显著减少，而其它蛋白变化不显著。而互补植株(lhap1-com)中Lhcb5和Lhcb6蛋白含量均已恢复。说明LHAP1具有调控捕光色素蛋白LHCII含量的功能。

2、表型检测

分别观察处在营养生长阶段(四周的苗子)及生殖生长阶段(七周的苗子)的野生型拟南芥幼苗(WT)、突变体植株(lhap1)和互补植株(lhap1-com)的生长情况。

结果如图5所示。从图中可以看出：互补植株(lhap1-com)的叶色已恢复至野生型的绿色，说明光合功能没有受到影响，该互补植株具有与野生型植株完全相同的生长发育状态。

实施例3、酵母双杂验证LHAP1与LHCII转运蛋白LTD的相互作用

本实施例通过可溶性酵母双杂及其他蛋白相互作用实验发现LHAP1与LHCII转运蛋白LTD发生较强的相互作用。

1、可溶性酵母双杂交

酵母双杂交检测系统Matchmaker Gold Yeast Two-Hybrid购自Clontech公司，转化方法完全按照操作手册。具体步骤如下：根据ChlorolP预测LHAP1的N端前54个氨基酸是转运肽，将LHAP1去掉转运肽后的氨基酸(Aa55-382)分为如下六区段：LHPA1-1C末端(氨基酸55-110)、LHPA1-2C末端(氨基酸134-147)、LHPA1-3C末端(氨基酸171-190)、LHPA1-4C末端(氨基酸214-253)、LHPA1-5C末端(氨基酸277-313)和LHPA1-6C末端(氨基酸360-382)，通过PCR扩增分别获得上述六个不同LHPA1片段的编码序列，并分别将其克隆到Bait载体pGBKT7上，作为BD；将LTD基因克隆到PREY载体pGADT7上，作为AD。

构建载体时所用到的引物分别如下：

LHAP1Y2H1S:5'-GATCGAATTCGCTTCCGCTGAACGGAGCAG-3'；

LHAP1Y2H1A:5'-GATCCTGCAGTTAGATTTTGTCCCAGATCG-3'；

LHAP1Y2H2S:5'-GATCGAATTCTGTTCAGTGACTGGAATTG-3'；

LHAP1Y2H2A:5'-GATCCTGCAGTTAAGGATCAAATCCACC-3'；

LHAP1Y2H3S:5'-GATCGAATTCGACGATGAAGTTGTGAAG-3'；

LHAP1Y2H3A:5'-GATCCTGCAGTTATTCATCTTCCACATC-3'；

LHAP1Y2H4S:5'-GATCGAATTCGGAGAAGAGCTCTTTTAC-3'；

LHAP1Y2H4A:5'-GATCCTGCAGTTATGGAGGAAACACTCC-3'；

LHAP1Y2H5S:5'-GATCGAATTCGCTGCGTCTCCAAAAGAC-3'；

LHAP1Y2H5A:5'-GATCCTGCAGTTACTTCTTCATCTGTCTC-3'；

LHAP1Y2H6S:5'-GATCGAATTCCACGATCACCGGAGAAGG-3'；

LHAP1Y2H6A:5'-GATCCTGCAGTTAAATCAACTTATCCGTGG-3'。

构建好载体后按手册上的步骤进行转化，将AD和BD共转化酵母培养到对数期后，以5μL比例做1:10系列稀释后点在培养基上，30℃生长3天。通过在附加有40μg/mLX-alpha-Gal显色底物和70ng/mL Aureobasidin A的四缺培养基SD-His-Leu-Trp-Ade上的生长状况确定阳性相互作用。

结果如图6所示，片段2(LHPA1-2C末端(氨基酸134-147))和片段4(LHPA1-4C末端(氨基酸214-253))4与LTD蛋白均有互作，且片段2与LTD蛋白的互作较强，现有技术表明LTD蛋白可调控LHCII蛋白的转运(Ouyang,et.al.,LTD is essential for sorting of LHCPto the chloroplast SRP pathway.Nature Commun.2(2011):277.)，说明本发明的LHPA1蛋白也可以影响或调控LHCII蛋白的转运。

2、膜系统酵母双杂交

酵母双杂交系统DUALmembrane kit 2购自Clontech公司，转化方法完全按照操作手册。具体步骤如下：

(1)将去掉信号肽的LHPA1蛋白的编码基因构建到pNCW载体中，得到pNCW-LHAP1质粒，作为Bait。所用引物为LHAP1NCS和LHAP1NCA，引物序列如下：

LHAP1NCS：5'-GACTCTGCAGAGCTTCCGCTGAACGGAGCAG-3'；

LHAP1NCA：5'-AGTCCCGCGGTTAAATCAACTTATCCGTGG-3'。

将序列4所示的DNA分子插入pDSL-Nx载体(Clontech Laboratories，Inc.(Matchmaker^TMGoldYeast Two-Hybrid System))中，得到pDSLNx-Tic21质粒；

将序列5所示的DNA分子插入pDSL-Nx载体中，得到pDSLNx-Tic20质粒；

将序列6所示的DNA分子插入pDSL-Nx载体中，得到pDSLNx-Tic110质粒；

pDSLNx-Tic110质粒、pDSLNx-Tic20质粒和pDSLNx-Tic21质粒分别作为Prey。

(2)取20ml生长于完全培养基YPAD的酵母菌株NMY32培养物(A546＝0.6～1.0)，700g离心5min收集菌体(酵母细胞)，悬浮于1ml灭菌水中备用。

(3)取已构建好的1μL pNCW-LHAP1质粒分别与pDSLNx-Tic110质粒、pDSLNx-Tic20质粒、pDSLNx-Tic21质粒于300μl转化预混液(270μL 50％PEG4000、5μL 5mol/L LiOAc、25μL 2g/L鲑鱼精基因组DNA)中，快速涡旋混匀，再加入100μL上述步骤(2)的酵母细胞，轻轻混匀1min。42℃水浴45min，中间偶尔轻摇。700g离心5min收集转化细胞，悬浮于100μL灭菌生理盐水(0.9％NaCl)。

(4)取50μL转化细胞均匀涂布于SD-Leu-Trp平板，30℃培养2天。从每组转化中挑单克隆于10ml亮氨酸、色氨酸缺陷型液体培养基中，生长至对数期后，依次稀释10倍、100倍、1000倍，取5μl于SD-His-Leu-Trp平板上生长，2天后观察菌落表型。

(5)为分析半乳糖苷酶活性，将每组转化细胞重新用平头牙签在SD-Leu-Trp平板上划线培养，生长2天后，用灭菌的Whatman滤纸覆盖平板10min，将带有细胞的滤纸转入液氮速冻5min，再室温裂解，反复冻融3次后，在滤纸上直接倾倒10ml 0.5％琼脂糖的Z缓冲液(60mmol/L Na₂PO₄，40mmol/LNaH₂PO₄，10mmol/L KCl，1mmol/L MgSO₄，0.1g/L X-gal)，凝固后，倒置于30℃培养箱，1～23h内观察菌落颜色。

结果如图7所示。LHAP1蛋白可与Tic110蛋白和Tic20蛋白发生互作，现有技术表明Tic110蛋白和Tic20蛋白可调控LHCII蛋白从细胞核到叶绿体的转运(Ouyang,et.al.,LTDis essential for sorting of LHCP to the chloroplast SRP pathway.NatureCommun.2(2011):277.8.；Schleiff,E.&Becker,T.Common ground for proteintranslocation:access control for mitochondria andchloroplasts.Nat.Rev.Mol.Cell Biol.12,48–59(2011).；Li,H.M.&Chiu,C.C.Proteintransport into chloroplasts.Annu.Rev.Plant Biol.61,157–180(2010))，说明本发明的LHAP1蛋白会影响LHCII蛋白从细胞核到叶绿体的转运。

实施例4、LHAP1蛋白在作为LHCII转运的调控因子中的应用

通过将GFP-LHAP1融合蛋白分别与Myc-LTD和Myc-Tic21共转化烟草，检测以上蛋白在烟草中具有共表达情况。具体步骤如下：

1、重组载体的构建

分别以LTD、Tic21和LHAP1的cDNA作为模板，采用下述引物进行PCR扩增，并将扩增产物连入pSN1301载体中，分别得到重组载体pSN1301-LTD、pSN1301-Tic21和pSN1301-LHAP1。

LTD的引物如下(酶切位点为KpnI和SacI)：

LTDMycS:5’-GATCGGTACCATGGCTTCTTCTTCAATCTC-3’；

LTDMycA:5’-GATCGAGCTCTCACAGGTCCTCCTCTGAGATCAGCTTCTGCTCCTCAGCCTTTTAGGTCG-3’；

Tic21的引物如下(酶切位点为KpnI和BamH)：

Tic21MycS:5’-GACGGATCCATGCAATCACTACTCTTGCC-3’；

Tic21MycA:5’-GATCGGTACCTCACAGGTCCTCCTCTGAGATCAGCTTCTGCTCCTCAGCAACCTTAGGAAC-3’。

LHAP1的引物如下(酶切位点为KpnI和BamHI)：

LHAP1GFPS:5’-CGGGGTACCATGGAGCTTCCGTTACTCTC-3’；

LHAP1A:5’-CGCGGATCCAATCAACTTATCCGTGGC-3’。

分别对上述重组载体进行测序验证，测序结果表明：重组载体pSN1301-LTD为将序列3所示的DNA分子插入pSN1301载体的酶切位点为KpnI和SacI酶切位点间得到的载体；pSN1301-Tic21为将序列4所示的DNA分子插入pSN1301载体的酶切位点为KpnI和BamH酶切位点间得到的载体，pSN1301-LHAP1为将序列1所示的DNA分子插入pSN1301载体的酶切位点为KpnI和BamHI酶切位点间得到的载体。并将提取测序正确的质粒，准备侵染烟草。

2、重组菌的构建

分别将重组载体pSN1301-LTD、pSN1301-Tic21和pSN1301-LHAP1导入农杆菌EHA105(购自北京庄盟国际生物基因科技有限公司，产品目录号为：ZC142)中，分别得到重组菌LTD、重组菌Tic21和重组菌LHAP1。

3、侵染

1)分别将步骤2制备的重组菌和P19菌株(购自北京信诚兴创科技发展有限公司，产品目录号为MLCC7715)接到LB培养基里，28℃培养过夜。P19菌株需要提前1至2天接种。

2)室温，5000rpm离心15min，收集菌体，用10mL的诱导培养基(10mM MES(pH 5.7)，50mM MgCl₂，100uM乙酰丁香酮，乙酰丁香酮需要先用DMSO配置成100mM的母液)重悬菌体沉淀，分别得到LTD菌液、Tic21菌液、LHAP1菌液和P19菌液。

将LTD菌液、LHAP1菌液和P19菌液按照1:1:1的体积比混匀，得到混合菌液A。

将Tic21菌液、LHAP1菌液和P19菌液按照1:1:1的体积比混匀，得到混合菌液B。

3)用诱导培养基清洗一次。

4)用诱导培养基重悬菌体至OD值在0.5-0.6之间。28℃培养混合培养液不少于3个小时。

5)用1mL的无针头注射器，轻轻注射到健康生长的烟草叶片中。

6)注射完毕之后，立刻用塑料袋将叶片套住，在23℃，黑暗放置24-48小时。光下生长2-3天。

3、提取烟草的全蛋白

将步骤2获得的叶片进行液氮研磨，加入1mL BN1溶液(PH8.0的50mM的Tris，0.5M的庶糖，1mM的氯化镁，1％的DM)，4℃、12000rpm离心10分钟，吸上清，备用。

4、过柱子将GFP标签挂下来，洗脱后再用Myc标签抗体做免疫印迹。将protein A/G用磷酸缓冲液平衡，室温、8000g离心5分钟。将50μl proteinA/G、15μl抗体和所提全蛋白混匀，4℃孵育过夜，用NB1和0.5％NP40混合液洗柱子，吸上清，加上样缓冲液，做蛋白印迹分析。

结果如图8所示，LHAP1蛋白可与LTD蛋白发生相互作用。因此LHAP1蛋白参与调控LHCII蛋白的转运，可作为LHCII蛋白转运的调控因子，直接影响LHCII在叶绿体中稳态水平的积累。

序列表

<110> 中国科学院植物研究所

<120> LHAP1蛋白及其编码基因在调控植物光合作用中的应用

<160> 6

<210> 1

<211> 1149bp

<212> DNA

<213> 人工序列

<220>

<223>

<400> 1

atggagcttc cgttactctc gtatgctagc tccgcgtcgt tttcacggac aggcttatgc 60

tcttcttctt cttcctcctc aactagtatc tatgagtttc cggagagaag acggagttta 120

aaattgagat tcaatggtgg agaaaggtca cgaagcgtta tagcttccgc tgaacggagc 180

agtgaaggga ttgagaagac aacagacacc gtcggtggcg gaggaggagg aggagcaggc 240

agatttgctg gtactgccat ggaggttact acacttgatc gtggttttgc taactccacc 300

accgttgatt ttccgatctg ggacaaaatc ggcgccgtcg ttagacttac ttatggaatc 360

ggaatatatg gagcaatggc tgtagcagga agatttatat gttcagtgac tggaattgat 420

tcatctggtg gatttgatcc ttctcttgat gcactacttg ctggacttgg ctatgcaaca 480

ccaccaatca tggctcttct cttcatactc gacgatgaag ttgtgaagct atcaccgcat 540

gctcgggcca ttagagatgt ggaagatgaa gaactaagaa gctttttctt cggaatgtcc 600

ccatggcagt ttatactcat tgtcgcggcc agttcaatag gagaagagct cttttaccgt 660

gttgctgtac agggtgctct gtctgatata ttcttgaaag gaacacagtt gatgacagat 720

tctagaggca tggcatctct gaccggagtg tttcctccat ttgtcccatt tgctgaagtc 780

tttgcagctg taatcaccgc gactctcaca ggctctctct actttcttgc tgcgtctcca 840

aaagacccga catacatagt tgccccggtt ttaaggtcac ggcgagatga ttttaagaag 900

cttttgtcag cttggtatga gaagagacag atgaagaaga tttactctcc actccttgaa 960

ggactcttag ccctctatct cggtattgaa tgggttcaga cggataatat attagcaccg 1020

atgatgacgc atggtatata ctcggcggtc atattagggc atgggctgtg gaaaattcac 1080

gatcaccgga gaaggttacg ccggagaatc gaacacatta gatcggaggc cacggataag 1140

ttgatttaa 1149

<210> 2

<211> 382

<212> PRT

<213> 人工序列

<220>

<223>

<400> 2

Met Glu Leu Pro Leu Leu Ser Tyr Ala Ser Ser Ala Ser Phe Ser Arg

1 5 10 15

Thr Gly Leu Cys Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Thr Ser Ile Tyr Glu

20 25 30

Phe Pro Glu Arg Arg Arg Ser Leu Lys Leu Arg Phe Asn Gly Gly Glu

35 40 45

Arg Ser Arg Ser Val Ile Ala Ser Ala Glu Arg Ser Ser Glu Gly Ile

50 55 60

Glu Lys Thr Thr Asp Thr Val Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Ala Gly

65 70 75 80

Arg Phe Ala Gly Thr Ala Met Glu Val Thr Thr Leu Asp Arg Gly Phe

85 90 95

Ala Asn Ser Thr Thr Val Asp Phe Pro Ile Trp Asp Lys Ile Gly Ala

100 105 110

Val Val Arg Leu Thr Tyr Gly Ile Gly Ile Tyr Gly Ala Met Ala Val

115 120 125

Ala Gly Arg Phe Ile Cys Ser Val Thr Gly Ile Asp Ser Ser Gly Gly

130 135 140

Phe Asp Pro Ser Leu Asp Ala Leu Leu Ala Gly Leu Gly Tyr Ala Thr

145 150 155 160

Pro Pro Ile Met Ala Leu Leu Phe Ile Leu Asp Asp Glu Val Val Lys

165 170 175

Leu Ser Pro His Ala Arg Ala Ile Arg Asp Val Glu Asp Glu Glu Leu

180 185 190

Arg Ser Phe Phe Phe Gly Met Ser Pro Trp Gln Phe Ile Leu Ile Val

195 200 205

Ala Ala Ser Ser Ile Gly Glu Glu Leu Phe Tyr Arg Val Ala Val Gln

210 215 220

Gly Ala Leu Ser Asp Ile Phe Leu Lys Gly Thr Gln Leu Met Thr Asp

225 230 235 240

Ser Arg Gly Met Ala Ser Leu Thr Gly Val Phe Pro Pro Phe Val Pro

245 250 255

Phe Ala Glu Val Phe Ala Ala Val Ile Thr Ala Thr Leu Thr Gly Ser

260 265 270

Leu Tyr Phe Leu Ala Ala Ser Pro Lys Asp Pro Thr Tyr Ile Val Ala

275 280 285

Pro Val Leu Arg Ser Arg Arg Asp Asp Phe Lys Lys Leu Leu Ser Ala

290 295 300

Trp Tyr Glu Lys Arg Gln Met Lys Lys Ile Tyr Ser Pro Leu Leu Glu

305 310 315 320

Gly Leu Leu Ala Leu Tyr Leu Gly Ile Glu Trp Val Gln Thr Asp Asn

325 330 335

Ile Leu Ala Pro Met Met Thr His Gly Ile Tyr Ser Ala Val Ile Leu

340 345 350

Gly His Gly Leu Trp Lys Ile His Asp His Arg Arg Arg Leu Arg Arg

355 360 365

Arg Ile Glu His Ile Arg Ser Glu Ala Thr Asp Lys Leu Ile

370 375 380

<210> 3

<211> 528bp

<212> DNA

<213> 人工序列

<220>

<223>

<400> 3

atggcttctt cttcaatctc attctcctgt gcaccttctt tggccacctc actcttctcc 60

accacttctt cttccccaag gctgctctcc tctagatttc tcggaacccg aaacttaaag 120

cttcggatcc gacctgccag actaggaccc tccaatggtt caagaaccac ttgctggttc 180

aagttcggca agaatggtgt cgatgctgaa aatgccggaa tctatggcag ccagtctcga 240

gatgatttcg acagagacga cgtcgaacag tatttcaact acatgggtat gcttgcagta 300

gaaggaacct attcaaagat ggaagctctt cttaacctaa acattcaccc agttgatatc 360

ttgttgatgt tagccgctac agaaggtgac agacctaaga tcgaggagct tctcaaagcc 420

ggtgctgatt attcggtcaa ggacgctgat ggaagaaccg ctatcgacag agccaacagt 480

gaagagatcc gtgatttgat ccttggctac tcgactcaaa aggcttga 528

<210> 4

<211> 891bp

<212> DNA

<213> 人工序列

<220>

<223>

<400> 4

atgcaatcac tactcttgcc gccggcgagt tcctccggcg tatccgccgt cgcgctacgg 60

ccaggtttcc agcactcatt taaccaccaa agcctctcta ctcgctccct gccattgttt 120

aatccacttc tcttagctcc gaagaagaaa accaccatct cctcatatca atcgccaccg 180

tctctgtccg tctacggttt ccaaatcgga ggatctaaac ctagtttcac accatccacg 240

gtggcatttt catatccgac ttctccgtct tccgttcccg gtgataatga ggtcgacaaa 300

gcaaaactcg ctcaggttgc aaagagattg gagaagactt caaggtactt taagagacta 360

gggagtattg gtttctgggg gcagcttgtg tcaactgtgg ttgcagctgt gattctatcc 420

ttctccattg ttgtaactgg gaaacctact tcacctgcta ctttctatgc tactgctagt 480

gggattgctg ctgcgtttgt ctcggttttc tggtcgtttg ggtatattcg gctctccgag 540

aggctccgtc gaacttccat cgaccctgcc aaggcgccgc ctcgcgctga tgttgtgaaa 600

ggtttgagga gcgggattat ggtaaatatt ttgggaatgg gatcagcact actcgggatg 660

caagcaacag ttggattttt agttgcaaag gctttaacaa cttcagcaaa ccctttctac 720

caaggagtct ctcagggata cagtcccgtt cttgctcttg atgtcttcct agttcaggca 780

tcggcgaaca ccttactctc tcatttcctt ggtcttgttt gctcgttgga gctgttgcgg 840

tctgtgacag tgcccaattc ggaatctgtc gtagttccta aggttgcttg a 891

<210> 5

<211> 825bp

<212> DNA

<213> 人工序列

<220>

<223>

<400> 5

atgataactg gatacagcac gccaagtgca catgttctaa tgagctctcg ggcattcaag 60

tcatcatcat atagagctgc agcaggacag actcaacatt atcttgctcg aagttcattg 120

cctgtcgtaa agaactcgtg gggatcacca ccttcacctt tcaatgagct tccgagagtg 180

tcaagaggtg tgcctctgtc atatctctca gcctcgtctt ctctgcttct gaatggagaa 240

caaggtagtc tatctggtac attacctgtg ttacctgtcc gcagaaaaac tcttttgact 300

ccacgagcgt caaaagatgt accttctagc ttccgatttc ccccgatgac caagaagcca 360

caatggtggt ggagaacttt ggcttgcctg ccttacctaa tgccactgca tgaaacttgg 420

atgtatgcag aaaccgctta ccatctccac ccattcctag aagattttga attcttaacc 480

tacccatttc taggcgccat aggaagatta ccaagctggt tcctcatggc ttactttttt 540

gtagcttatc tagggatagt gcgaagaaaa gaatggcctc acttcttcag gttccatgta 600

gtgatgggta tgctgcttga aatcgcactc caggttatag ggaccgttag caagtggatg 660

cctcttggag tctattgggg taagtttggg atgcatttct ggactgctgt tgcgtttgct 720

tatctgttta ccgtccttga aagcatacgg tgtgcacttg cgggtatgta cgcagacatc 780

ccgtttgtct gtgatgctgc ctatatccag attccgtacg actaa 825

<210> 6

<211> 2622bp

<212> DNA

<213> 人工序列

<220>

<223>

<400> 6

ccggaggtag ctgctatcag tttgcataat tatgttgccg aattcgaaga tcctgcctct 60

gtgacgaaag atgatgtaga aaagatcgct gataggtacg gtgtcaacaa aggagacgaa 120

gcattccagg ctgagatttg tgatatttat tgccggtatg taacttccgt gcttccaact 180

gaaggacagt ctcttaaagg ggatgaagtg gcgaagatag tcaagttcaa aaatgcttta 240

gggatagacg aacctgatgc agctgccatg cacatggaga ttggtcgcag gatttttagg 300

caaaggcttg agactgggga gcgtgaaggt gatgcagaac agcgtcgggc atttatgagg 360

cttgtatatg tttcagctct tgtgtttgga gatgcttcat ccttccttct accttggaag 420

cgagtattga aggtcacaga tgctcaggtt gagattgcta ttcgtgaaaa tgcaaagcag 480

ctgtatgccg aacggttaaa attagttggt agagatatta acgtagaaaa ccttgtggac 540

cttagaaaat cacaactatc attcaagctc tctgatgagc ttgctgaaga cctgtttaga 600

gagcatacga gaaaagtagt cgtagagaac atttcatcgg cactcagcat actcaaatcc 660

cgcacacgag cagcgaagag tttggcatct gtcgtggaag agcttgaaaa agtactggag 720

tttaacaacc tgctagtttc cttgaaaagt cattcagagg cagatcaatt tgcacgcggg 780

gttggcccta tttctttgat aggtgatgag tctgattttg agaggagaat ggatgattta 840

aagctccttt atagagcata tgttacagat gctttatctg gtgggcgctt agaagaaaat 900

aagctcgtgg caatgagcca acttagaaac atactcggtc tgggaaaacg agaggctgaa 960

gctattagtg ttgatgttac gtccaagtct taccgtaaaa gacttgctaa cgctgtttct 1020

agtggtgacc ttgaagcaca agacagtaaa gcaaaatacc ttcaaaagct ctgcgaagag 1080

ctgcactttg atgcacagaa ggcaggcgca atccatgaag aaatctatcg gcagaagctt 1140

caacagtgtg ttactgatgg agagctgagc gatgacaatg ttgctgcttt attaaggtta 1200

agagttatgt tgtgtattcc ccagcaaact gttgatacag ctcatgcaga aatctgtgga 1260

accatatttg aaaaggttgt cagggatgcc atttcttctg gagtggatgg ttatgatgct 1320

gaaactcgca aatcagttag aaaggctgca catggtcttc ggttatccag agagactgcc 1380

atgtctattg ctagcaaagc tgtccgtagg gttttcacaa actatatcag acgagcaaga 1440

gcagccgaga accgtactga ttcagcaaag gagctcaaga agatgattgc tttcaacacg 1500

ttggttgtga ctgaaatggt ggctgatatc aagggagaat cttctgataa ggcacctgag 1560

gaggaccctg ttcaagagaa agaagaagat gatgaagatg aagaatgggg atcccttgaa 1620

tcgctcagaa agacaagacc cgacaaggaa ctcgctgaga aaatgggaaa gcctggccag 1680

actgagataa ctctcaaaga tgaccttccc gacagggaca gaatagatct ctacaaaaca 1740

tacttgctct actgtgtaac tggagaggta acaagaatcc cttttggcgc ccagatcaca 1800

acaaagagag acgattcaga gtacttgctt ctaaatcagc ttggtgggat tctcggattg 1860

agttcgaaag aaatagtcaa cattcacgta ggtttagccg agcaggcttt taggcaacaa 1920

gctgaagtga ttttagctga tgggcaattg acaaaggcta gagtagagca gctagacgag 1980

ttgcaaaaac aagttggttt gcctcagcca caagccgaga aggttatcaa gaatataacc 2040

accacaaaaa tggcaaacgc gatagagacc gctgttaacc aaggaagact gaacataaag 2100

cagatacggg agctcaagga ggcaaatgtc agcctggaca gcatgatcgc tgtgagtctg 2160

agagagaaat tattcaagaa gacagtgagt gacatcttct catcaggaac tggtgaattc 2220

gatgaaaccg aagtctacca gacaatccca tccgatctca gtattgatgt ggaaaaagcc 2280

aaaagagttg tccatgatct cgctcagagt agattatcga attcgctggt ccaagccgtg 2340

gcattactca ggcagagaaa ctctaaagga gtggtcttgt cgctgaatga tttgcttgca 2400

tgtgacaaag ctgtgccggc tgagccaatg tcatgggagg tctcagagga attatctgat 2460

ctatatgcta tttattcaaa gagtgatccc aaacccgcac cggaaaaagt tttgaggcta 2520

caatatctgc tgggaataga tgattcaact gcaactgccc tccgtgaaat ggaagatgga 2580

gcattatctt ctgctgcaga agagggcaat ttcgtctttt aa 2622

Claims

1.如下a）或b）的蛋白质在调控植物光合作用中的应用：

a）氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b）在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

所述植物为拟南芥突变体植株lhap1；

所述调控植物光合作用体现在1）或2）：

1）调控捕光色素蛋白LHCII含量；

2）与Tic110蛋白和/或Tic20蛋白和/或LTD蛋白发生相互作用；

所述调控捕光色素蛋白LHCII含量为调控Lhcb5蛋白和/或Lhcb6蛋白的含量。

2.与权利要求1中所述的蛋白质相关的生物材料在调控植物光合作用中的应用；

所述调控植物光合作用体现在1）或2）：

1）调控捕光色素蛋白LHCII含量；

2）与Tic110蛋白和/或Tic20蛋白和/或LTD蛋白发生相互作用；

所述调控捕光色素蛋白LHCII含量为调控Lhcb5蛋白和/或Lhcb6蛋白的含量；

所述生物材料为下述A1）至A12）中的任一种：

A1）编码权利要求1中所述的蛋白质的核酸分子；

A2）含有A1）所述核酸分子的表达盒；

A3）含有A1）所述核酸分子的重组载体；

A4）含有A2）所述表达盒的重组载体；

A5）含有A1）所述核酸分子的重组微生物；

A6）含有A2）所述表达盒的重组微生物；

A7）含有A3）所述重组载体的重组微生物；

A8）含有A4）所述重组载体的重组微生物；

A9）含有A1）所述核酸分子的转基因植物细胞系；

A10）含有A2）所述表达盒的转基因植物细胞系；

A11）含有A3）所述重组载体的转基因植物细胞系；

A12）含有A4）所述重组载体的转基因植物细胞系；

所述植物为拟南芥突变体植株lhap1。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：

A1）所述核酸分子为如序列表中序列1所示的DNA分子。

4.权利要求1中所述的蛋白质或权利要求2或3中所述的相关的生物材料在培育光合作用活性提高的转基因植物中的应用；所述植物为拟南芥突变体植株lhap1；

所述植物光合作用提高体现在1）或2）：

1）捕光色素蛋白LHCII含量的提高；

2）与Tic110蛋白和/或Tic20蛋白和/或LTD蛋白发生相互作用；

所述捕光色素蛋白LHCII含量的提高为Lhcb5蛋白和/或Lhcb6蛋白的含量提高。

5.一种培育光合作用活性提高的转基因植物的方法，包括提高受体植物中权利要求1中所述的蛋白质的表达量，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的光合作用活性高于所述受体植物；所示植物为拟南芥；所述受体植物为拟南芥突变体植株lhap1；

所述转基因植物的光合作用活性高于所述受体植物体现在转基因植物的捕光色素蛋白LHCII含量高于受体植物；

所述捕光色素蛋白LHCII为Lhcb5蛋白和/或Lhcb6蛋白。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述提高受体植物中权利要求1中所述的蛋白质的表达量的方法为在受体植物中表达权利要求1中所述的蛋白质；

所述表达的方法为将权利要求1中所述的蛋白质的编码基因导入受体植物；

所述蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列1所示的DNA分子。