[發明專利]OsAPBP2蛋白在促進植物葉酸合成中的應用

有效

• 申請號: 201710740638.2
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107474124B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 張執金;張海文;權瑞黨;王娟;趙輝;黃榮峰
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院生物技術研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了OsAPBP2蛋白在促進植物葉酸合成中的應用。本發明的OsAPBP2蛋白為如下a)或b)或c)或d)的蛋白質：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白質；b)在序列2所示的蛋白質的N端和/或C端連接標簽得到的融合蛋白質；c)將序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白質；d)與序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白質。通過實驗證明：OsAPBP2蛋白可以識別并結合與水稻葉酸合成關鍵基因OsADCS啟動子而調控水稻葉酸合成關鍵基因表達，進而調控水稻中葉酸含量，在植物葉酸合成中具有重要作用。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及OsAPBP2蛋白在促進植物葉酸合成中的應用。

背景技術

葉酸(folic acid)也叫維生素B9，是動物和人必需的B族維生素。葉酸作為一碳供體參與嘌呤和胸腺嘧啶的合成，進一步影響DNA和RNA的合成；葉酸作為一碳的載體還與甘氨酸、絲氨酸和組氨酸等氨基酸代謝相關；另外葉酸還涉及血紅蛋白及腎上腺素、膽堿和肌酸等甲基化合物的合成，在改善巨幼紅細胞性貧血，胎兒神經管發育有重要作用。盡管葉酸在生物體內具有如此重要的作用，但人無法合成葉酸，需要從日常飲食中攝取。而水稻等人類主要食物中葉酸含量很低，因此利用生物技術的途徑提高水稻等糧食中葉酸含量對提高人體葉酸攝取量，改善人體營養具有重要作用。

植物中葉酸合成路徑比較清楚。葉酸的蝶啶、對氨基苯甲酸和谷氨酸三個組成部分別在細胞質、質體和線粒體中合成，然后再組合成完整的葉酸分子。細胞質中植物以GTP起始原料，在GTP環化水解酶Ⅰ、二氫新喋呤醛縮酶、二氫新喋呤三磷酸焦磷酸酶及6-羥甲基二氫喋呤焦磷酸酶催化下形成喋呤。在質體中植物以分支酸和谷氨酰胺為起始底物，在氨基脫氧分支酸合酶催化合成4-氨基-4-脫氧分支酸，再由氨基脫氧分支酸裂解酶催化合成對氨基苯甲酸。上述合成蝶啶和對氨基苯甲酸被轉移到線粒體中，在羥甲基二氫蝶啶焦磷酸酶，二氫蝶啶合成酶，二氫葉酸合成酶，二氫葉酸還原酶的催化下形成谷氨酰四氫葉酸，谷氨酰四氫葉酸可以在多聚谷氨酸合成酶的作用下形成不同長度谷氨酸尾巴的葉酸，也可以被修飾成5-甲基四氫葉酸、5-甲酰四氫葉酸等不同形式的葉酸。

目前利用葉酸合成途徑關鍵酶人們通過生物技術的途徑已經可以提高植物中葉酸的含量，如番茄果和擬南芥中過表達GTP環化水解酶Ⅰ可以提高葉酸含量2-4倍。在水稻過表達擬南芥氨基脫氧分支酸合成酶可以提高葉酸含量約6倍。盡管在植物中人們通過過表達葉酸合成途徑關鍵酶可以提高植物葉酸含量，但是單一表達葉酸合成途徑某種酶經常導致該酶所在葉酸合成支路底物富集，而另外葉酸合成代謝支路底物不足，引起植物體內葉酸代謝紊亂。因此有必要探索通過其它途徑提高植物葉酸含量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何提高植物葉酸含量。

為了解決上述技術問題，本發明首先提供了OsAPBP2蛋白質的新用途。

本發明提供了OsAPBP2蛋白質在調控植物葉酸含量中的應用。

本發明還提供了OsAPBP2蛋白質在調控與植物葉酸合成關鍵基因表達水平中的應用。

所述OsAPBP2蛋白質為如下a)或b)或c)或d)的蛋白質：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白質；

b)在序列2所示的蛋白質的N端和/或C端連接標簽得到的融合蛋白質；

c)將序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白質；

d)與序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白質。

為了使a)中的蛋白質便于純化，可在序列表中序列2所示的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標簽。