[發(fā)明專利]一種煙草JAZ蛋白及其基因和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210518466.1 | 申請日： | 2012-12-05 |
| 公開（公告）號： | CN103012573A | 公開（公告）日： | 2013-04-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 韓生成;王英典;趙和平;楊玉萍 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京師范大學(xué) |
| 主分類號： | C07K14/415 | 分類號： | C07K14/415;C12N15/29;C12N15/84;A01H5/00 |
| 代理公司： | 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360 | 代理人： | 李稚婷 |
| 地址： | 100875 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 煙草 jaz 蛋白 及其 基因 應(yīng)用 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及煙草尼古丁的合成及調(diào)控相關(guān)基因，特別涉及調(diào)控?zé)煵菽峁哦『铣傻幕蛟诮档蜔煵菽峁哦『糠矫娴膽?yīng)用。
背景技術(shù)
吸煙嚴(yán)重危害人的身體健康，因而如何減少吸煙的危害已成為各國政府、醫(yī)學(xué)專家、植物學(xué)家傾力關(guān)注、研究的課題之一。許多世界頂級煙草公司投入巨資對煙草次生代謝物的代謝途徑、調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究。尼古丁是一種吡啶類生物堿，主要存在于茄科煙草屬（Nicotiana）植物中，是煙草體內(nèi)的一種重要的次生代謝產(chǎn)物。目前對尼古丁生物合成的研究主要集中在克隆其代謝相關(guān)的酶并分析其生理和生化特性方面。尼古丁是在植物的根部形成并經(jīng)過木質(zhì)部轉(zhuǎn)運(yùn)到葉片沉積下來。尼古丁合成的前體是基本的氨基酸：精氨酸和鳥氨酸以及天門冬氨酸。它們經(jīng)一系列的代謝合成途徑中的關(guān)鍵酶PMT，QPT和MPO等催化最終生成尼古丁（Chintapakorn?and?Hamill,2003.Antisense-mediated?down-regulation?of?putrescineN-methyltransferase?activity?in?transgenic?Nicotiana?tabacum?L.can?lead?to?elevated?levels?o?fanatabine?at?the?expense?of?nicotine.Plant?Molecular?Biology53:87-105.）。
尼古丁生物合成受多種因素的調(diào)控，發(fā)育調(diào)控的激素信號就是很重要的一類。茉莉素（JAs）是茉莉酸及其衍生物的統(tǒng)稱，是植物體內(nèi)起全局調(diào)控作用的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，廣泛分布于植物的幼嫩組織、花和發(fā)育的生殖器官中。并且在植物受到生物脅迫和非生物脅迫時，JAs還能改變細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)和介導(dǎo)植物的防御反應(yīng)。研究證明尼古丁代謝途徑上的關(guān)鍵酶，如MPT，QPT和MPO均受植物傷誘導(dǎo)激素-茉莉素的誘導(dǎo)而表達(dá)，從而形成尼古丁。自1962年發(fā)現(xiàn)茉莉酸至今，人們對茉莉酸的合成途徑已經(jīng)非常了解，但對茉莉素的信號傳導(dǎo)途徑及其調(diào)控植物的生長發(fā)育和應(yīng)激反應(yīng)的分子機(jī)制并不清楚。
2007年三個課題組相繼報道在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了一類新的轉(zhuǎn)錄抑制調(diào)節(jié)子，被命名為茉莉素ZIM結(jié)構(gòu)域蛋白家族（簡稱JAZ蛋白）。它通過抑制茉莉素響應(yīng)基因的表達(dá)而發(fā)揮其生理功能（Chini?et?al.,2007.The?JAZ?family?of?repressors?is?the?missing?link?in?jasmonate?signalling.Nature448:U664-U664;Thines?et?al.,2007.JAZ?repressor?proteins?are?targets?of?the?SCFCO11complex?during?jasmonate?signalling.Nature448:U661-U662.;Yan?et?al.,2007.A?Downstream?Mediator?in?the?Growth?Repression?Limb?of?the?Jasmonate?Pathway.Plant?Cell19,2470-2483.）。當(dāng)沒有茉莉素時，JAZ蛋白的C-端結(jié)合在MYC2轉(zhuǎn)錄因子的N-端，抑制茉莉素誘導(dǎo)基因的表達(dá)；當(dāng)植物體內(nèi)有茉莉素存在時，JAZ蛋白同SCFCOI1復(fù)合物相互作用，從而導(dǎo)致JAZ蛋白的聚泛素化而被26S蛋白酶體降解，釋放出MYC2轉(zhuǎn)錄因子激活茉莉素誘導(dǎo)基因的表達(dá)。
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