[發(fā)明專利]紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因及編碼的蛋白和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110343669.7
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN103087999A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)敏;王贊;高洪文;賈慧麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/63;C12N5/10;C12N15/09;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)基因，還涉及由該基因編碼的蛋白，以及含有所述紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因的表達載體和細胞，同時還涉及一種培育紫花苜蓿的方法，以及紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因及其編碼的蛋白和含有該基因的表達載體及細胞在培育高α-生育酚含量的植物中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

維生素E是一類人體所必需的脂溶性維生素，具有重要的生理功能。它能夠清除脂質(zhì)過氧化所產(chǎn)生的自由基而穩(wěn)定保護生物膜的脂雙層，使細胞免受過氧化物的傷害。因而被作為一種有效的抗氧化劑廣泛地應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、飼料等行業(yè)中。大量動物實驗表明，在飼料中添加維生素E具有提高動物免疫力、改善肉質(zhì)、提高動物的繁殖性能、緩解動物應(yīng)激反應(yīng)等顯著效果。

維生素E的生產(chǎn)主要通過化學(xué)合成和天然提取獲得。化學(xué)方法合成的產(chǎn)品主要以醋酸酯的形式存在，副產(chǎn)物多且生物活性低。天然維生素E主要存在于植物中，在生理活性和安全性上明顯優(yōu)于合成維生素E。

天然維生素E由8種生育酚異構(gòu)體組成。根據(jù)側(cè)鏈飽和度可分為生育酚和三烯生育酚兩大類。根據(jù)芳香環(huán)上甲基數(shù)目和位置的不同又分為α、β、γ、δ-生育酚和α、β、γ、δ-三烯生育酚。這8種生育酚異構(gòu)體在植物中的含量及相對活性均不盡相同，α-生育酚的生物活性最高，并可被人體和動物體優(yōu)先吸收和利用，這是由于在肝臟中的運送α-生育酚的轉(zhuǎn)移蛋白優(yōu)先結(jié)合α-生育酚的特性所決定的。但是α-生育酚在植物中的含量相對較低，因此，大幅度提高植物(特別是牧草植物)中高活性α-生育酚含量，將具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

研究植物維生素E合成途徑發(fā)現(xiàn)，通過甲基轉(zhuǎn)移作用將γ-生育酚轉(zhuǎn)化為α-生育酚的γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶，可提高植物中α-生育酚的含量和比例。目前γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因已經(jīng)從擬南芥、藍藻等中克隆得到，但至今未見從牧草植物(特別是苜蓿)中克隆分離到γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因，并將其轉(zhuǎn)化到牧草植物中來提高α-生育酚含量的報道。

紫花苜蓿是我國乃至世界上最重要的豆科牧草，被譽為“牧草之王”。如果能夠克隆得到源自紫花苜蓿的γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因，并將其轉(zhuǎn)到包括紫花苜蓿在內(nèi)的牧草植物中，將能夠在提高動物免疫力、改善肉質(zhì)、提高動物的繁殖性能等方面具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于對紫花苜蓿中維生素E合成途徑相關(guān)的分子生物學(xué)機制的研究，一方面提供了紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因及該基因編碼的蛋白，另一方面還提供了含有所述紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因的表達載體和細胞，以及培育高α-生育酚含量的紫花苜蓿的方法，還提供了它們的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因編碼的蛋白，其中，該蛋白具有SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列，或者該蛋白具有將SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加后仍具有γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶活性的氨基酸序列。

本發(fā)明還提供了一種紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因，其中，該基因具有SEQ?ID?No：1所示的核苷酸序列，或者該基因具有編碼SEQ?ID?No：2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。

本發(fā)明還提供了一種表達載體，其中，該表達載體含有本發(fā)明提供的紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因。

本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)基因細胞，其中，該轉(zhuǎn)基因細胞含有本發(fā)明提供的紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因。

本發(fā)明還提供了一種培育紫花苜蓿的方法，其中，該方法包括將本發(fā)明提供的紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因?qū)氲阶匣ㄜ俎＜毎校玫溅?生育酚含量高的紫花苜蓿細胞及轉(zhuǎn)基因植株。

本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的紫花苜蓿γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因、及其編碼的蛋白、含有所述基因的表達載體、含有所述基因的轉(zhuǎn)基因細胞在培育α-生育酚含量高的植物中的應(yīng)用。

本發(fā)明從紫花苜蓿中克隆的γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因為提高主要牧草植物(特別是豆科植物，如紫花苜蓿)中α-生育酚的含量提供了基因資源，在基因工程改良牧草植物的研究中將發(fā)揮重要作用。

附圖說明

圖1顯示了實施例1中對紫花苜蓿植株進行農(nóng)桿菌介導(dǎo)的γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因轉(zhuǎn)化所用的插入有γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶基因的pCAMBIA1302載體的結(jié)構(gòu)。

具體實施方式