[發明專利]郁金香查爾酮合成酶TfCHS蛋白及其編碼基因和探針

無效

• 申請號: 201210429585.X
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102965352A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 袁媛;史益敏;唐東芹;馬曉紅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12Q1/68;C12N15/11
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;牛山

技術領域

本發明涉及郁金香花色苷合成途徑中的關鍵酶及其編碼基因和探針，具體涉及一種郁金香查爾酮合成酶TfCHS蛋白及其編碼基因和探針。

背景技術

花的顏色是決定花商品價值和觀賞價值的重要因素之一。改變花色，創新花色，可以增加花卉的商品價值和觀賞價值。花朵的顏色是花瓣細胞中花色素積累的結果，花色素主要包括類黃酮、類胡蘿卜素以及甜菜堿類。類黃酮作為花色素的一大類，使花朵產生從黃到紫的顏色。類黃酮的生物合成途徑為可分為三個階段，第一階段是由苯丙氨酸到香豆酰CoA，這是許多次生代謝共有的；第二階段由香豆酰CoA到二氫黃酮醇，這是類黃酮代謝的關鍵反應，它合成花青素和其它黃酮物質。所有類黃酮合成的前體物都是4-香豆酰CoA和丙二酰CoA在查爾酮合成酶（Chalcone?synthase?CHS）的作用下產生查爾酮開始的。第三階段是各種花色素苷的合成。

由于CHS是合成黃烷酮、黃酮、黃酮醇及花色苷所必需的酶，因此被認為是類黃酮生物合成途徑的一個關鍵酶，為多基因家族編碼。不同CHS基因功能上存在明顯差異，在不同品系中的時空表達特點也不同。利用基因工程技術對CHS基因的表達進行調控是改變花朵顏色的途徑之一。如小分子RNA干擾沉默CHS基因的表達可使花色素合成被打斷，從而使花色變淡，甚至變成白色；將CHS的cDNA反向連接于35S啟動子上，再連接雙元載體轉化矮牽牛會使花色同紫紅色變為粉紅色并來有白色，有些花朵完全呈白色；將菊花CHS基因正義導入菊花栽培品種之后產生了白色花和圖案各異的彩瓣花；從三色龍膽中克隆得到的CHS基因啟動子可在矮牽牛的花瓣唇部特異性表達；將CHS反義基因轉入藍豬耳中得到了具有彩色波浪邊緣的花朵等等。

目前，在很多植物中發現了CHS多基因家族，如矮牽牛、葡萄、甘薯、擬南芥、角堇等。但對于球根花卉郁金香（Tulipa?fosteriana），CHS基因的克隆、表達模式及CHS蛋白編碼序列目前尚不清楚。目前，未有任何與郁金香CHS蛋白及其編碼基因相關的文獻報道。

發明內容

本發明的目的在于填補郁金香CHS基因家族成員的克隆、表達模式分析以及郁金香CHS蛋白及其編碼基因的空白，提供了一種郁金香CHS蛋白TfCHS，本發明還提供了一種編碼上述蛋白質的核酸序列以及檢測所述核酸序列的探針。本發明提供了郁金香TfCHS蛋白及其核苷酸序列在郁金香不同器官、不同發育階段的表達模式，為今后利用基因工程技術對TfCHS基因的時空表達特性進行調控，從而改變花色、創新花色提供了理論依據，具有很大的應用價值。

本發明是通過以下技術方案實現的，

一方面，本發明提供了一種具有郁金香查爾酮合成酶活性的蛋白質，所述蛋白質是由如SEQ?ID?NO.4所示的氨基酸序列組成的蛋白質；或由SEQ?ID?NO.4所示的氨基酸序列經過取代、缺失或者添加一個或幾個氨基酸且具有郁金香查爾酮合成酶活性的由（a）衍生的蛋白質。該蛋白質在花朵的不同發育階段、不同器官內的有無及活性大小存在較大差異。

優選的，所述蛋白質為SEQ?ID?NO.4所示氨基酸序列經過1～50個氨基酸的缺失、插入和/或取代，或者在C末端和/或N末端添加1～20個以內氨基酸而得到的序列。

進一步優選的，所述蛋白質為SEQ?ID?NO.4所示氨基酸序列中1～10個氨基酸被性質相似或相近的氨基酸所替換而形成的序列。

另一方面，本發明還提供一種編碼上述蛋白質的核酸序列。

優選的，所述核酸序列具體為：

（a）堿基序列如SEQ?ID?NO.3第1～1179位所示；

或（b）與SEQ?ID?NO.3第1～1179位所示的核酸有至少70%的同源性的序列；

或（c）能與SEQ?ID?NO.3第1～1179位所示的核酸進行雜交的序列。

優選的，所述核酸序列具體為SEQ?ID?NO.3第1～1179位所示的核酸序列中1～90個核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5′和/或3′端添加60個以內核苷酸形成的序列。

此外，本發明還提供了一種檢測上述核酸序列的探針，所述探針為具有上述核酸序列8～100個連續核苷酸的核酸分子，該探針可用于檢測樣品中是否存在編碼郁金香TfCHS相關的核酸分子。