[發(fā)明專(zhuān)利]一種與胡蘿卜類(lèi)胡蘿卜素合成相關(guān)的DcLCYB1基因序列及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810918929.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110819646A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊愛(ài)生;王雅慧;徐志勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/61
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/61;C12N9/90;C12N15/10;C12Q1/6851;C12Q1/6895
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番茄紅素β?環(huán)化酶(Lycopeneβ?cyclase，LCYB)是類(lèi)胡蘿卜素合成途徑中的一個(gè)關(guān)鍵酶。本發(fā)明從胡蘿卜品種‘山西黃胡蘿卜’中克隆得到一個(gè)DcLCYB1基因，該基因含有一個(gè)1527bp的開(kāi)放閱讀框(ORF)，編碼508個(gè)氨基酸，屬于親水性蛋白。二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)顯示，胡蘿卜DcLCYB1蛋白由38.98％的α?螺旋、4.13％的β?折疊、16.14％的延伸主鏈和40.75％的隨機(jī)卷曲組成。熒光定量結(jié)果顯示，DcLCYB1基因在黃色和紫色品種胡蘿卜的葉片中表達(dá)水平較高；而紅色胡蘿卜品種中僅在葉柄中少量表達(dá)。本發(fā)明利用RT?PCR技術(shù)從胡蘿卜中克隆得到DcLCYB1基因，該基因能夠調(diào)控胡蘿卜中類(lèi)胡蘿卜素的積累，從而影響胡蘿卜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，涉及胡蘿卜的一個(gè)類(lèi)胡蘿卜素合成相關(guān)基因及其應(yīng)用。具體為從胡蘿卜品種‘山西黃胡蘿卜’中克隆得到一個(gè)類(lèi)胡蘿卜素合成相關(guān)基因DcLCYB1，該基因可以用于胡蘿卜類(lèi)胡蘿卜素合成研究及應(yīng)用。

背景技術(shù)

胡蘿卜(Daucus carota L.)屬于傘形科(Apiaceae)胡蘿卜屬二年生草本植物，是一種重要的根菜類(lèi)蔬菜作物(劉李峰，上海蔬菜，2006，2：4-6)。胡蘿卜起源于亞洲西南部，具有2000多年的栽培歷史。我國(guó)胡蘿卜栽培面積廣泛，占全世界總面積的37％，是世界第一大胡蘿卜生產(chǎn)國(guó)(聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織，2016)。胡蘿卜肉質(zhì)根中含有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如類(lèi)胡蘿卜素、維生素、礦物質(zhì)以及特殊的果膠質(zhì)等(阮婉貞，中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2007，6：51-53)。類(lèi)胡蘿卜素是一類(lèi)重要的天然萜類(lèi)色素。作為維生素A的前體，類(lèi)胡蘿卜素在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)還具有抗氧化、抗癌、延緩衰老等功效(朱運(yùn)欽等，分子植物育種，2016，2：471-474)。

番茄紅素β-環(huán)化酶(Lycopene β-cyclase，LCYB)是類(lèi)胡蘿卜素合成途徑中的一個(gè)重要調(diào)節(jié)酶。在番茄紅素β-環(huán)化酶(LCYB)的催化作用下，番茄紅素兩端被環(huán)化生成α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素(朱長(zhǎng)甫等，植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)，2004，30(6)：609-618)。通過(guò)調(diào)控LCYB基因的表達(dá)可以改變作物中類(lèi)胡蘿卜素的種類(lèi)及含量，繼而提高作物的品質(zhì)和商品價(jià)值。番茄紅素β-環(huán)化酶LCYB基因最早在擬南芥中發(fā)現(xiàn)，目前在番茄(Solanum lycopersicumL.)、辣椒(Capsicum annum L.)、歐李(Cerasus humilis(Bge)Sok.)、金盞花(Calendulaofficinalis L.)等植物均已克隆得到了番茄紅素β-環(huán)化酶LCYB基因(張建成等，園藝學(xué)報(bào)，2017，44(11)：2075-2088)，但在我國(guó)地方品種胡蘿卜中研究仍很缺乏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種胡蘿卜類(lèi)胡蘿卜素合成相關(guān)基因DcLCYB1的制備方法和用途。所獲得的DcLCYB1基因有利于進(jìn)一步了解胡蘿卜類(lèi)胡蘿卜素合成機(jī)制，同時(shí)也能用于胡蘿卜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改良。

附圖說(shuō)明

圖1.胡蘿卜DcLCYB1蛋白的保守域預(yù)測(cè)結(jié)果

圖2.胡蘿卜與其他物種LCYB蛋白的進(jìn)化分析

圖3.胡蘿卜DcLCYB1蛋白氨基酸序列的疏水性(A)和親水性(B)分析

圖4.胡蘿卜DcLCYB1蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

圖5.胡蘿卜DcLCYB1基因在不同顏色胡蘿卜中的表達(dá)分析

具體實(shí)施方式