[發明專利]一種大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶及其編碼基因與應用

無效

• 申請號: 201110190640.X
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102321593A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 邢邯;薛晨晨;王燦;趙晉銘;郭娜;徐筋燕
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82;C12N1/21;A01H5/00;C12R1/01
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，涉及一種大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶及其編碼基因與應用。

背景技術

維生素C又叫抗壞血酸(L-ascorbic?acid，AsA)，是植物和大多數動物體內合成的一類己糖內酯化合物。維生素C在生物體中不僅具有抗氧化作用而且具有重要的代謝功能。研究發現，植物中，維生素C與植物的抗逆性表現為正相關性，提高植物細胞內的維生素C的含量，能使植物耐炎熱、寒冷和鹽堿等逆境的能力得到增強。維生素C是人類和動物維持生長、繁殖和保證健康所必需的營養物質。植物、微生物和大多數動物體內可自行合成維生素C，但是人類、猿猴、天竺鼠等自身已經喪失了合成能力，必須從食物中攝取，而新鮮蔬菜和水果是維生素C最好的來源。因此維生素C含量已成為衡量農產品品質的重要指標。

GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶(GMPase)是植物中維生素C合成途徑L-半乳糖途徑中第一步反應所需要的酶，催化D-甘露糖-1-P生成GDP-D-甘露糖。目前已經從煙草(AB066279)、土豆(AF022716)、擬南芥(AF076484)、金虎尾(DQ229168)、番茄(AY605668)等多個物種中獲得了編碼GMPase的基因。大豆中GMPase基因的序列還未見報道。

提高菜用大豆維生素C含量，提高菜用大豆的營養品質，對提高農業經濟效益和改善人類生活質量具有積極而深遠的現實意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶。

本發明的另一目的是提供該大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的編碼基因。

本發明的又一目的是提供該基因的應用。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

本發明所提供的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶，名稱為GmGMP1，來源于大豆屬大豆[Glycine?max(L.)]，具有SEQ?ID?NO.2所述的氨基酸序列。

上述大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的編碼基因GmGMP1，其cDNA基因具有SEQ?ID?NO.1所示的DNA序列，該序列為GmGMP1基因的讀碼框，編碼具有SEQ?ID?NO.2所示氨基酸序列的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶。

含有編碼大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的基因的表達載體。

所述的表達載體優選以pBI121為出發載體，將編碼所述的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的基因GmGMP1插入到pBI121質粒的Xba?I和BamH?I酶切位點間得到的植物過量表達載體pBI-GmGMP1。

含有所述的編碼大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的基因的工程菌。

該工程菌優選利用基因工程手段將GmGMP1基因轉入的根癌農桿菌菌株EHA105所得。

本發明所述的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶在培育高維生素C含量的植物中的應用。

本發明所述的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶編碼基因在培育高維生素C含量的植物中的應用。

有益效果

本發明首次從大豆中克隆出了GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因，通過構建植物過量表達載體pBI-GmGMP1，對該基因進行過量表達，發現過量表達GmGMP1的擬南芥與野生型擬南芥相比，其維生素C(抗壞血酸)含量顯著提高，說明GmGMP1基因在提高植物維生素C(抗壞血酸)含量方面起著重要作用。

本發明大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶(GmGMP1)及其編碼基因GmGMP1對培育高維生素C(抗壞血酸)農作物，提高農作物營養品質的影響特別是對菜用大豆營養品質的影響具有重要意義。

附圖說明

圖1為大豆GMP1與其他物種的GMPase的氨基酸序列多重比較。

圖2為含有GmGMP1的植物表達載體的結構示意圖。

圖3ASA標準曲線，其中縱坐標為OD_對照-OD_反應后，橫坐標為ASA含量，單位為0.01mg/ml。

圖4DHA標準曲線，其中縱坐標為OD_對照-OD_反應后，橫坐標為DHA含量，單位為0.01mg/ml。

圖5為轉GmGMP1擬南芥株系與野生型擬南芥的葉片中總維生素C含量示意圖，其中縱坐標單位為mg/100g。

具體實施方式

下述實施例中所用方法如無特別說明，均為本領域的常規方法。