[發明專利]黃烷酮3’,5’-羥化酶基因及其所編碼的蛋白質

無效

• 申請號: 201110240503.2
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102304533A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 馬璐琳;王繼華;吳麗芳;王祥寧;張藝萍;崔光芬;賈文杰
• 申請（專利權）人: 云南省農業科學院花卉研究所
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

?本發明公開了一個來自川烏頭（Aconitum?carmichaeli?Debx）的黃烷酮3’,5’-羥化酶基因（Ac-F3’5’H）及其所編碼的蛋白質，屬于基因工程技術領域。

背景技術

花色是觀賞植物最重要的觀賞性狀和經濟性狀之一。藍色給人高雅和夢幻般的感覺，但目前世界四大鮮切花都缺少藍色系列，因此培育藍色花卉已成為近十多年來花卉育種中花色研究和改良的熱點之一。

目前，盡管常規育種方法能培育出許多新的花色品種，但很難打破屬、種間的生殖隔離，在資源尤其是野生花卉資源的利用上存在較大的局限性，使某些重要的育種目標如藍色花色等難以實現。世界四大切花都缺乏藍色品種，這是因為它們都缺乏能合成藍色色素——翠雀花色素的關鍵基因,即黃烷酮3’,5’-羥化酶基因（flavanone3’,5’-hydroxylase，簡稱F3’5’H），而基因工程或分子育種正好可以彌補常規育種的技術缺陷，是改變花色的必要手段。F3’5’H屬于細胞色素P450酶家族（cytochrome?P450，CYP450），是藍色色素苷合成過程中的關鍵酶，它能與黃烷酮3’-羥化酶（flavanone3’-hydroxylase，簡稱F3’H）和黃酮醇合酶（flavonol?synthase，簡稱FLS）競爭底物，催化黃烷酮（flavanone）、圣草酚（eriodictyol）、二氫山奈酚（dihydrokaempferol，DHK）等形成二氫楊梅黃酮（dihydromyricetin，DHM），即藍色色素形成的前體，因此，F3’5’H也被稱為“藍色基因”（Holton?et?al?Cloning?and?expression?of?cytochrome?P450?genes?controlling?flower?colour?NATURE?Nature.Vol.366,No18.pp.276-279,1993）。很多觀賞植物如月季、菊花、百合等之所以缺少藍色系，主要是因為不含或僅含少量的F3’5’H。近年來已先后在多種植物中分離出F3’5’H基因，并對其表達模式和功能進行了初步研究，其中已經有的已被用于藍色花色花卉品種的選育工作（Mori?et?al?Heterologous?expression?of?the?flavonoid-3’,5’-hydroxylase?gene?of?Vinca?major?alters?flower?color?in?transgenic?Petunia?hybrida?PLANT?CELL?REPORTS?Vol.22,?No.?6,?pp.415-421,2004；Katsumoto?Y?et?al?Engineering?of?the?Rose?Flavonoid?Biosynthetic?Pathway?Successfully?Generated?Blue-Hued?Flowers?Accumulating?Delphinidin?PLANT?AND?CELL?PHYSIOLOPY?Vol.48,Issue?of?November?11,pp.1589-1600,2010）。但是在烏頭中還沒有發現此類基因的報道。

川烏頭是我國特有的野生藍色花色植物，其花色亮蘭，異常美麗。所以我們從川烏頭中克隆出的黃烷酮3’,5’-羥化酶基因可以導入其它花卉如四大切花中，有望通過基因工程手段培育出市場流行的藍色花色的花卉品種，提高花卉觀賞性。

發明內容

本發明的目的在于提供一個來自川烏頭（Aconitum?carmichaeli?Debx）的黃烷酮3’,5’-羥化酶基因（Ac-F3’5’H）及其所編碼的蛋白質，以便作為目的基因導入其它花卉如月季、康乃馨、香石竹、非洲菊、百合等品種中，從而育成藍色花卉品種，提高花卉觀賞性。

本發明提供的黃烷酮3’,5’-羥化酶基因（Ac-F3’5’H）及其所編碼的蛋白質，來自川烏頭（Aconitum?carmichaeli?Debx），命名為Ac-F3’5’H基因，該黃烷酮3’,5’-羥化酶基因Ac-F3’5’H的核苷酸序列為SEQ?ID?NO.1。該黃烷酮3’,5’-羥化酶基因Ac-F3’5’H編碼的蛋白質，命名為Ac-F3’5’H蛋白質，其氨基酸序列為SEQ?ID?NO.2。