[發明專利]一種三七轉錄因子基因PnERF1及其應用

有效

• 申請號: 201610001934.6
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105441462B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 葛鋒;黃壯嘉;劉迪秋
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種三七轉錄因子基因PnERF1及其用途，即在提高三七皂苷生物合成關鍵酶基因表達量和增加三七愈傷組織中總皂苷與單體皂苷含量的應用，PnERF1基因核苷酸序列如SEQ ID NO︰1所示，編碼AP2/ERF類轉錄因子；本發明采用功能基因組學和代謝工程相關技術證明三七PnERF1轉錄因子具有正調控三七皂苷生物合成的功能。將本發明所述的三七PnERF1轉錄因子基因構建到植物表達載體上并轉入三七愈傷組織中使其過量表達，增強了三七皂苷合成途徑關鍵酶基因的表達量，提高了三七總皂苷與單體皂苷的產量。

技術領域

本發明涉及分子生物學以及基因工程領域，尤其是一種三七皂苷生物合成相關轉錄因子基因PnERF1及應用。

背景技術

三七Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen為五加科人參屬植物，根和根莖入藥，是云南的道地藥材。三七作為傳統中藥已有悠久的應用歷史，清代藥學著作《本草綱目拾遺》中記載“人參補氣第一，三七補血第一，味同而功亦等，故稱人參三七，為中藥之最珍貴者”。三七具有活血和止血的雙重功效，是馳名中外的“云南白藥”的重要成分。三七主產于我國云南省文山州，均為人工栽培品，全世界98%的三七原藥材產于云南，三七已經成為云南省最重要的藥材資源。

三七皂苷(saponins of Panax notoginseng, PNS)是三七的主要藥用成分，由多種四環三萜皂苷組成。目前，已從三七的根塊、根莖（剪口）、莖、葉和花等部位分離和鑒定出70余種達瑪烷型四環三萜皂苷，如人參皂苷Rb1、Rg1、Rh1、Rd、Re和F1等，這些單體皂苷大多數為達瑪烷20(S)-原人參二醇型[20(S)-protopanaxadiol]和20(S)-原人參三醇型[20(S)-protopanaxatriol]，未發現含有齊墩果酸型皂苷，這與人參和西洋參有顯著差異。三七皂苷具有擴張冠狀動脈和外周血管、增加腦血流量的作用；還有抑制血小板凝聚、降低血液粘稠度、抑制血栓形成的功效；同時，兼具降血脂、抗疲勞、耐缺氧，提高和增強巨噬細胞功能等作用。

三七為多年生草本植物，一般需生長3-7年方能入藥，故名“三七”。三七對生境要求苛刻，適合種植三七的土地面積有限；同時，三七生長過程中病蟲害嚴重，土壤次生鹽漬化和酸化突出，導致三七種植需要“輪作”。這種生長周期長，土地利用率低下的現狀，制約了三七產業的可持續發展。近些年，以三七為組分的藥品市場迅速擴大，導致三七藥材需求增長，供需矛盾突出。鑒于人工栽培時間長，化學合成機理和路線不夠清晰等弊端，利用生物工程技術和基因調控的方法來生產三七皂苷逐漸成為研究熱點。

茉莉酸甲酯(MeJA)是植物重要次級代謝信號分子，在植物抗逆自我保護過程中扮演重要角色，能夠引起細胞次生代謝物的合成。目前，有關茉莉酸甲酯介導的植物次生代謝合成過程已經從研究重要基因的表達逐步過渡到相關轉錄因子的研究。越來越多的證據表明，控制重要萜類次生代謝物合成的轉錄因子大多能被茉莉酸甲酯誘導表達。

轉錄因子對基因的轉錄激活是植物次生代謝過程重要的調控環節。利用轉錄因子作為改造植物代謝途徑的工具，以其獨有的“多點調控”優勢，彌補了代謝工程操作中單個關鍵酶基因作用不足和多個關鍵酶基因可能產生組成性致死表達的情況，成為一種新的策略。次生代謝途徑中多個功能相關的酶基因常被同一轉錄因子正調控或負調控，對轉錄因子進行基因修飾顯然比多基因操作更容易改良目標次生代謝途徑。