[發明專利]利用枸杞茉莉酸代謝途徑重要酶基因提高植物抗逆性的方法

有效

• 申請號: 201510826666.7
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105296457B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 季靜;王罡;曹海燕;賈翠翠;柳潔;張旭強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12N9/90
• 分類號: C12N9/90;C12N9/88;C12N9/02;C12N15/61;C12N15/60;C12N15/53;C12N15/82;C12N1/21;C12N5/10;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 趙尊生

本發明涉及一種利用枸杞茉莉酸代謝途徑重要酶基因提高植物抗逆性的方法。枸杞茉莉酸生物合成途徑丙二烯氧化物合酶基因LmAOS、丙二烯氧化物環化酶基因LmAOC、和OPDA還原酶基因選自以下核苷酸序列之一：1)具有SEQ ID No.1/2/3序列所示的核苷酸序列；通過提取新鮮枸杞葉片總RNA，通過3'RACE技術克隆枸杞丙二烯氧化物合酶基因LmAOS、丙二烯氧化物環化酶基因LmAOC、和OPDA還原酶基因LmOPR，得到完整的編碼基因序列分別為為1533bp、744bp、1203bp。構建了雙元植物表達載體pCAMBIA2300?LmAOS、pCAMBIA2300?LmAOC、pCAMBIA2300?LmOPR，電擊法將載體轉入農桿菌C58細胞，用這種細胞轉化擬南芥，得到轉基因擬南芥，用于后續有關抗逆性等的研究。

技術領域

本發明涉及一種枸杞（Lycium chinense Miller）茉莉酸生物合成途徑丙二烯氧化物合酶基因LmAOS、丙二烯氧化物環化酶基因LmAOC、和OPDA還原酶基因LmOPR的克隆。具體是利用枸杞茉莉酸代謝途徑重要酶基因提高植物抗逆性的方法，屬于分子生物學和生物技術領域。

背景技術

植物茉莉酸（jasmonicacid,JA，化學名稱為3-氧-2-(2'-戊烯基)-環戊烷乙酸）生物合成途徑為α-亞麻酸經脂肪氧合酶（LOX）催化形成13( S )-HPOT，13(S)-HPOT經丙二烯氧化物合成酶（Allene oxide synthase,AOS）催化形成不穩定12,13(S)-EOT，12,13(S)-EOT經丙二烯氧化物環化酶（Allene oxide cyclase，AOC）催化形成穩定(9 S,13 S)-OPDA。再經OPDA還原酶（OPDA reductase,OPR,）催化形成OPC-8:0，經過后續幾部反應形成茉莉酸類化合物（jiasmonic acids，Jas）。AOS和AOC的作用部位為葉綠體，OPR的作用部位為過氧化物酶體，三種酶都是茉莉酸（jasmonicacid,JA）生物合成途徑中的關鍵中間酶。已從番茄、馬鈴薯等中克隆得到AOS 、AOC基因，已從煙草、番茄等植物克隆得到OPR基因。丙二烯氧化物合酶可以認為是JA合成途徑中第1個特異性的酶，它催化13-HPOT合成一種不穩定的丙二烯氧化物12，13(S)一epoxylinolenic acid。丙二烯氧化物環化酶的催化作用對于代謝流通向最后的茉莉酸產物至關重要。它可以環化在AOS催化反應下成生成的不穩定化合物——丙二烯氧化物，生成茉莉酸產物的最終前體——12．氧-植物二烯酸((9S，13S)-1 2-OXO-(1 0,15z)-phytodienoic acid)，1 2-氧-植物二烯酸是由AOC立體特異性環化生成的一個具有手性光學活性的環戊烯酮衍生物。AOC的催化特性比AOS嚴格，它只識別12，13(S)-epoxy-9(Z),11,15(Z)-octadecatrienoic acid作為底物，而不能催化1 2,13(S)-epoxy-9(Z),11-octadecatrienoic acid。OPDA還原酶催化OPDA 的還原反應，最終生成3-oxo-2-(2-(Z)-penteny1)-cyclopentane-1-octanoic acid(OPC．8：0)。在擬南芥中，確實OPR基因時，植物缺失合成JAs的功能。