[發明專利]煙堿生物合成QPT基因啟動子及其應用

無效

• 申請號: 201210221398.2
• 申請日: 2012-06-30
• 公開（公告）號: CN102851285A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 崔紅;楊永霞;劉國順;張松濤;楊永鋒;楊惠娟
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/11;C12N15/82;C12N5/10
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 樊羿

技術領域

?本發明涉及生物基因工程技術領域，具體涉及一種煙堿生物合成QPT基因啟動子及其應用。

背景技術

煙堿(Nicotin)，又稱尼古丁，化學名稱為1-甲基-2-(2-吡啶基)吡咯烷，分子式為C₁₀H₄N₂，是一種天然存在于煙草中的生物堿，是煙草中特有的。煙堿能夠對人產生一定的生理刺激作用，是使煙草具有商品價值的主要因素。隨著煙堿的生物活性越來越受到人們的重視，其應用也越來越廣泛，對它們的開發已經逐漸深入到食品、保健、醫藥和日用用化工等多個領域，應用前景非常廣闊。如煙草替代品生產需要大量的煙堿：目前對煙草依賴的治療方法包括藥物治療、心理治療、針灸和中藥治療等，經美國FDA批準的治療方案和藥物主要有：煙堿替代療法如煙堿貼劑、口膠、鼻噴霧劑和吸入劑等，采用nAChR抑制劑藥物治療，如安非他酮和注射劑如酒石酸瓦倫尼克林，還有美卡拉、去甲替林、可樂定和抗焦慮藥等，這些煙堿替代物的生產需要大量提取煙堿作為原料；另外，煙堿還廣泛應用于環保農藥的開發以及特種疾患藥物的生產：煙堿系列農藥屬植物殺蟲劑，因其具有蒸薰、胃毒、觸殺功能及迅速降解無殘留等特點廣泛用于糧食、油料、蔬菜、水果、牧草等農作物的殺蟲劑，是生產綠色食品的理想的高效殺蟲劑和生物性農藥，它還廣泛應用在醫藥工業上，是研制治療心血管、皮膚病、蛇毒等疾患藥物的特種原料。還可用其所制得的檸檬酸煙堿應用于高級香煙的品種改良劑組分等，而且隨著煙草工業、精細化工、制藥、有機合成、國防、農藥等的迅速發展。市場對煙堿的需求與日俱增，特別是高純煙堿的需求更大。

煙堿分子包含一個吡咯烷環和吡啶環，而吡啶環是由NAD途徑合成的，吡咯烷環是由基本氨基酸經過中間產物腐胺形成的。參與煙堿生物合成的蛋白包括喹啉酸合成酶(quinolinate?synthase，QS)，天冬氨酸氧化酶(aspartate?oxidase，AO)，喹啉酸磷酸核糖基轉移酶(quinolinate?phospho-ribosyltransferase，QPT)，鳥氨酸脫羧酶(ornithine?decarboxylase，ODC)，腐胺?N-甲基轉移酶(putrescine?N-methytransferase，PMT)?(Katoh?et?al.,?2005;?Cane?et?al.,?2005)，二胺氧化酶(diamine?oxidase，DAO)，編碼這些蛋白的基因都可以在N.?sylvestris中找到。其中腐胺?N-甲基轉移酶由三個基因編碼(PMT1,?PMT2,?PMT3)?(Shoji?et?al.,?2000)。如果要通過編碼這些酶類的基因來調控煙堿的合成，則首先應當找到其對應的啟動子。

發明內容

?本發明要解決的技術問題是提供一種可對煙堿生物合成起調控作用的QPT基因啟動子及其嵌合基因。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種煙堿生物合成QPT基因啟動子，其核苷酸序列為：

（1）SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列；或

（2）SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列經重復、缺失、替換或移位等常規技術手段改造而形成的具有同等功能的核苷酸序列。

擴增上述QPT基因啟動子的引物對，具有SEQ?ID?NO.2和SEQ?ID?NO.3所示的核苷酸序列。

一種嵌合基因，其中包含上述煙堿生物合成QPT基因啟動子以及與之可操作連接的、編碼目的基因的序列。

一種植物轉化載體，其中包含上所述嵌合基因。

一種轉基因植物細胞，其中包含上述嵌合基因。

一種轉基因植物組織，其中包含上述嵌合基因。

上述煙堿生物合成QPT基因啟動子或上述嵌合基因在調控煙堿生物合成中的應用。

本發明具有積極有益的效果：

1.找到并提取出了煙堿生物合成QPT基因啟動子；

2.煙堿QPT基因啟動子區域產生基礎水平的轉錄，調控區域能夠對不同的環境條件作出應答，對煙堿合成基因的表達水平做出相應的調節（根據需要進行上調或下調），進而對煙草種植生產出適量煙堿含量的煙葉以及生產出高品質的煙堿提取原料有著重要的現實意義。

附圖說明

圖1為PCR擴增煙堿基因啟動子電泳圖，其中左圖以N.tabacum?基因組DNA為模板，右圖以N.sylvestris?基因組DNA為模板；