[發(fā)明專利]茄子黃烷酮3-羥化酶SmF3H及其基因和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510363012.5
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105087508B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳火英;蔣明敏;劉楊;任麗;李靜;劉衛(wèi);徐龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12N15/113;C12N15/11;C12N15/84;C12P17/06;A01H6/20;A01H6/82
• 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: 郭國中;陳少凌

本發(fā)明公開一種茄子黃烷酮3?羥化酶SmF3H及其基因和應(yīng)用，所屬基因的cDNA和gDNA分別具有SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2中所示的核苷酸序列。所述基因編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.3中所示。所述基因的啟動(dòng)子序列具有SEQ ID NO.4中所示的核苷酸序列。該基因在根、莖、葉、花、果皮、果肉均有表達(dá)，莖中的表達(dá)量顯著高于其他組織。低溫脅迫下，其表達(dá)量在12h達(dá)到最大值，為未處理的2.34倍。構(gòu)建茄子SmF3H的過表達(dá)載體并將其轉(zhuǎn)入擬南芥中，發(fā)現(xiàn)其莖和果莢中的花青素含量都得到了顯著提高。本發(fā)明為今后利用基因工程技術(shù)改良植物品質(zhì)，獲得高抗氧化性的藥物或食物提供理論依據(jù)，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及茄子花青素合成途徑中的關(guān)鍵酶及其編碼基因，具體涉及一種茄子黃烷酮3-羥化酶基因SmF3H，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人體內(nèi)由于新陳代謝活動(dòng)不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量自由基，花青素作為一種強(qiáng)還原性物質(zhì)，能夠清除人體內(nèi)的自由基，延緩機(jī)體衰老。花青素的合成途徑是類黃酮合成途徑的一部分，也是目前研究的非常廣泛而深入的植物次生代謝途徑，其在主要模式植物如擬南芥、矮牽牛中已被詳細(xì)闡述。花青素的生物合成主要分為三個(gè)階段：第一階段由苯丙氨酸到香豆酰CoA，這是許多次生代謝共有的步驟；第二階段由香豆酰CoA到二氫黃酮醇，這是類黃酮代謝的關(guān)鍵步驟，它合成花青素和其他黃酮物質(zhì)的前體；第三階段是各類花青素的合成。

F3H催化黃烷酮在C3位置羥化形成無色的黃烷酮醇，是類黃酮物質(zhì)代謝途徑上的關(guān)鍵酶。有研究表明，該基因在大多數(shù)物種中多以單拷貝形式存在。F3H基因的表達(dá)受光的誘導(dǎo)，持續(xù)光照后表達(dá)量會(huì)增加。將香石竹F3H基因反義抑制，導(dǎo)致原來的橙紅色變淡甚至無色。

目前已從一些植物中克隆得到F3H基因，如荔枝、草莓、葡萄等。茄子是重要的蔬菜作物，且其果皮富含花青素。但因?yàn)槿鄙倩蚪M相關(guān)信息，導(dǎo)致茄子花青素相關(guān)研究比較滯后。目前，未有任何與茄子F3H基因的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于填補(bǔ)茄子F3H基因的空白，提供了一種茄子F3H的cDNA以及氨基酸序列；進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了茄子SmF3H基因在不同組織器官及低溫下的表達(dá)模式。本發(fā)明提供了茄子SmF3H基因的亞細(xì)胞定位。本發(fā)明提供了SmCHI基因的啟動(dòng)子序列及其元件分析。本發(fā)明還提供了SmF3H轉(zhuǎn)入擬南芥后花青素的含量得到了提高的結(jié)果。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供一種茄子黃烷酮3-羥化酶蛋白，包括SEQ ID No.3所示的氨基酸序列。

第二方面，本發(fā)明提供一種編碼所述茄子黃烷酮3-羥化酶蛋白的基因，所述基因的gDNA包括如SEQ ID NO.2所示的堿基序列；

所述基因的cDNA序列包括：

(a)如SEQ ID NO.1第1～1101位所示的堿基序列；或

(b)與SEQ ID NO.1第1～1101位所示的堿基序列具有至少70％的同源性的堿基序列；或

(c)能與SEQ ID NO.1第1～1101位所示的堿基序列進(jìn)行雜交的堿基序列。

優(yōu)選地，所述cDNA序列包括SEQ ID NO.1第1～1101位所示的核酸序列中1～90個(gè)核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5′和/或3′端添加60個(gè)以內(nèi)核苷酸。

第三方面，本發(fā)明提供一種用于擴(kuò)增所述茄子黃烷酮3-羥化酶蛋白的基因的引物對，所述引物對的堿基序列如SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8所示。

第四方面，本發(fā)明提供了一種所述茄子黃烷酮3-羥化酶基因的啟動(dòng)子，所述啟動(dòng)子包括SEQ ID NO.4中所示的堿基序列。