[發(fā)明專利]茄子花青素合成相關(guān)基因及其編碼蛋白

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410289033.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN104059926A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳火英;劉新宇;張國(guó)剛;葛海燕;韓洪強(qiáng);周騰夏;高莉潔;蔣明敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 牛山;陳少凌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種茄子花青素合成相關(guān)基因及其編碼蛋白。

背景技術(shù)

花青素是一類重要的水溶性天然植物色素，屬于類黃酮物質(zhì)，廣泛存在于植物表皮細(xì)胞的液泡中、呈現(xiàn)橙色、紅色至藍(lán)色。花青素根據(jù)其基本結(jié)構(gòu)分類很多，其中以矢車菊色素、天竺葵色素以及花翠素這三種最為普通。花青素是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)效的自由基清除劑，具有抗氧化衰老、預(yù)防心血管疾病、抗腫瘤、抗突變、調(diào)節(jié)免疫活性功能；此外，花青素還是一種安全、無毒的天然食用色素。花青素在園藝、食品、保健品等方面具有廣泛的應(yīng)用，對(duì)人類健康具有巨大的潛在價(jià)值，因此花青素一直是研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

植物中的花青素生物合成由兩類基因的共同控制，一類是結(jié)構(gòu)基因，編碼花青素苷生物合成途徑中的關(guān)鍵酶；另一類是調(diào)控基因，調(diào)控花青素苷生物合成基因的表達(dá)強(qiáng)度和模式，并且控制花青素苷在時(shí)空表達(dá)的變化。目前已分離和鑒定了三類花青素合成的轉(zhuǎn)錄因子：R2R3-MYB蛋白、MYC家族的bHLH蛋白和WD40蛋白。這些轉(zhuǎn)錄因子通過與結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子中相應(yīng)的順式作用元件結(jié)合，從而調(diào)節(jié)花色素苷生物合成途徑中基因的表達(dá)。在這個(gè)過程中一般是由MYB轉(zhuǎn)錄因子、bHLH轉(zhuǎn)錄因子和WD40轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)成一個(gè)蛋白復(fù)合體(簡(jiǎn)稱MBW蛋白復(fù)合體)，直接調(diào)控結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的。

目前，已經(jīng)從擬南芥、矮牽牛、紫蘇、玉米、葡萄、金魚草、蘋果等植物中分離克隆了大量與花青素生物合成代謝相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)控基因，但是在這方面對(duì)茄子的研究鮮少有報(bào)道。本研究中分離克隆了茄子花青素合成相關(guān)的WD40轉(zhuǎn)錄因子基因SmTTG1,bHLH轉(zhuǎn)錄因子基因SmGL3和SmTT8，研究了它們?cè)谇炎硬煌M織的表達(dá)特異性，并且利用酵母雙雜交系統(tǒng)，檢測(cè)這幾個(gè)翻譯的蛋白與MYB轉(zhuǎn)錄因子基因SmMYB形成的蛋白兩兩之間的互作情況，為進(jìn)一步探究茄子花青素生物合成調(diào)控機(jī)制提供基礎(chǔ)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同或者相似的技術(shù)主題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種茄子花青素合成相關(guān)基因及其編碼蛋白。本發(fā)明針對(duì)目前對(duì)茄子研究基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)狀，克隆出茄子花青素合成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子SmTTG1,SmGL3,SmTT8的基因序列，進(jìn)而可通過對(duì)該基因表達(dá)的調(diào)控及干擾等操作，提高茄子的品質(zhì)。

本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明涉及一種茄子花青素合成相關(guān)基因，所述基因?yàn)镾mTTG1基因、或SmGL3基因、或SmTT8基因；

所述SmTTG1基因編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；

所述SmGL3基因編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示；

所述SmTT8基因編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。

優(yōu)選地，所述SmTTG1基因的序列如SEQ ID NO.1所示。

優(yōu)選地，所述SmGL3基因的序列如SEQ ID NO.3所示。

優(yōu)選地，所述SmTT8基因的序列如SEQ ID NO.5所示。

本發(fā)明根據(jù)Genebank數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用生物信息學(xué)手段，通過同源序列比較設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)并引物，用分子克隆的方法，克隆出紫色茄子中SmTTG1,SmGL3,SmTT8基因；經(jīng)過序列分析，確定是茄子的相關(guān)基因；組織表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，SmTTG1,SmGL3和SmTT8基因各組織熒光半定量檢測(cè)值，結(jié)果顯示，三個(gè)基因在根、莖、也、花、果皮、果肉中均有表達(dá)，但在不同組織中表達(dá)量不同。SmTTG1基因在葉片中表達(dá)水平最高，顯著高于其他各組織；在其他組織中表達(dá)量相當(dāng)，無顯著性差異。SmGL3基因在莖中表達(dá)量最高顯著高于其他各組織，其次是花和果肉，在根和葉中表達(dá)量很低。SmTT8在果皮中的表達(dá)量最高，在莖中也有顯著表達(dá)，在根、葉、花、果肉中表達(dá)量低，且無顯著性差異。

本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明的SmTTG1,SmGL3,SmTT8都是轉(zhuǎn)錄因子基因?yàn)榍炎踊ㄇ嗨睾铣傻年P(guān)鍵調(diào)控基因，該基因通過結(jié)合順式元件調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá)，從而調(diào)控花青素合成。利用本發(fā)明的茄子SmTTG1,SmGL3,SmTT8基因，可篩選出受其調(diào)控的與花青素合成密切相關(guān)的下游基因，以及與其相互作用的其他轉(zhuǎn)錄因子基因，從而探究茄子花青素合成路徑調(diào)控機(jī)制。利用茄子SmTTG1,SmGL3,SmTT8基因也可以通過對(duì)基因進(jìn)行位點(diǎn)突變，改變茄子中的基因序列，從而對(duì)茄子果實(shí)性狀進(jìn)行改變，達(dá)到提高其觀賞價(jià)值和產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。