[發明專利]顛茄WRKY類轉錄因子基因及其重組植物表達載體和應用

在審

• 申請號: 201711310317.5
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107937414A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 廖志華;陳敏;楊春賢;邱飛;強瑋
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/06;A01H6/82
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 武君

本發明涉及一種顛茄WRKY類轉錄因子基因及其重組植物表達載體和應用，該基因對東莨菪堿生物合成途徑特有基因啟動子的激活作用，其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，所編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，本發明中AbWRKY1基因通過在顛茄中過量表達AbWRKY1基因，提高顛茄毛狀根中東莨菪堿含量，因此該基因可以應用于顛茄品質改良，可提高顛茄中東莨菪堿的含量。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及顛茄WRKY類轉錄因子，還涉及含有顛茄WRKY類轉錄因子基因的重組植物表達載體和在提高顛茄生物堿中的應用。

背景技術

托品烷類生物堿(tropane alkaloids,TAs)是一類具有巨大醫療價值的抗膽堿藥物，廣泛用于麻醉、鎮痛、止咳、平喘和抗暈動病，也用于控制帕金森病的僵直和震顫。臨床上常用的是莨菪堿(hyoscyamine)和東莨菪堿(scopolamine)，兩者的市場需求均十分巨大，其中以東莨菪堿毒副作用更弱，藥效更強，價格也更昂貴。目前TAs都是從少數茄科TAs資源植物中提取，包括顛茄(Atropa belladonna)、曼陀羅(Datura stramonium)和莨菪(Hyoscyamus niger)，顛茄是東莨菪堿和莨菪堿最主要的商業栽培藥源，也是藥典收錄的TAs藥源植物。野生顛茄植株中莨菪堿質量分數為0.02％～0.17％(干重)，東莨菪堿含量極低，僅為干重的0.01％～0.08％。因此，培育東莨菪堿高產顛茄一直是該行業長期追求的目標。

大部分植物次生代謝產物其在天然植物中的含量極低，而使用化學合成的方法，工藝流程復雜、成本太高，并且還有許多植物次生代謝產物的生物合成途徑不清晰，無法實現化學全合成。因此，研究人員開始探索其他的提高植物次生代謝產物含量的方法。而轉錄因子通常可以調控某個植物次生代謝產物生物合成途徑上的多個酶基因的表達，從而調控該次生代謝產物的生物合成量。在長春花和青蒿中已有研究報道，WRKY類轉錄因子可以調控長春新堿和青蒿素合成途徑特有基因的表達，從而調控長春新堿和青蒿素的生物合成。因此，克隆能調控托品烷類生物合成途徑特有基因表達的轉錄因子，對于改良并提高顛茄中東莨菪堿的含量具有重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種顛茄WRKY類轉錄因子基因，該基因能夠調控顛茄中東莨菪堿合成基因；本發明的目的之二在于提供含有顛茄WRKY類轉錄因子基因的重組植物表達載體；本發明的目的之三在于提供所述顛茄WRKY類轉錄因子基因或所述重組植物表達載體在提高顛茄生物堿含量中的應用；本發明的目的之四在于提供一種提高顛茄生物堿含量的方法，利用轉基因技術將顛茄WRKY1轉錄因子超表達載體遺傳轉化顛茄能夠提高顛茄毛狀根中東莨菪堿的含量。含量與非轉基因對照相比較提高了2.6倍，該發明對于為東莨菪堿的規模化生產提供高產、穩定新藥源具有重要意義。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明的目的之一在于提供顛茄WRKY類轉錄因子基因，所述顛茄WRKY類轉錄因子基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

進一步，所述顛茄WRKY類轉錄因子基因編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

本發明的目的之二在于提供含有所述顛茄WRKY類轉錄因子基因的重組植物表達載體。

進一步，所述重組植物表達載體由SEQ ID NO.3所示核苷酸序列連入pBI121載體的BamH1和Sac1酶切位點處制得。

本發明的目的之三在于提供所述顛茄WRKY類轉錄因子基因或所述重組植物表達載體在提高顛茄生物堿含量中的應用。

進一步，所述生物堿為東莨菪堿。

本發明的目的之四在于提供一種提高顛茄生物堿含量的方法，包括如下步驟：通過在顛茄中過量表達顛茄WRKY類轉錄因子基因，所述顛茄WRKY類轉錄因子基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。