[發明專利]鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因及其重組表達載體和應用

有效

• 申請號: 201811066743.3
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109022463B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 蘭小中;廖志華;陳敏;趙騰飛
• 申請（專利權）人: 西藏農牧學院;西南大學
• 主分類號: C12N15/60
• 分類號: C12N15/60;C12N15/70;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/82;C12N9/88
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發明涉及鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因及其重組表達載體和應用，通過克隆鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因，并通過根癌農桿菌介導的方法將該基因轉入鈴鐺子中，獲得轉基因植株，過表達AlODC后，能夠顯著提高鈴鐺子植株中腐胺及托品烷生物堿的含量，為利用轉基因技術高效生產莨菪堿和東莨菪堿提供了一種理想方法。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因，還涉及含有該基因的載體和應用。

背景技術

托品烷類生物堿(tropane alkaloids,TAs)是一類來源于少數茄科植物的次生代謝產物，因為具有顯著的藥理學活性，已被人們作為傳統藥物使用了近3000年。現代臨床上常用的是莨菪堿(hyoscyamine)(或者其外消旋體阿托品)和東莨菪堿(scopolamine)，也包括藥效稍低的山莨菪堿(anisodamine)，它們都是作用于副交感神經系統的抗膽堿藥物，主要用于鎮痛、麻醉、抗暈動藥、治療帕金森癥、改善微循環、戒毒脫癮、治療農藥中毒等，市場需求十分巨大，其中東莨菪堿藥效更強，副作用更弱，價格也更昂貴。然而在大多數植物中TAs含量尤其是東莨菪堿含量極低，如植株中東莨菪堿含量僅為干重的0.01％～0.08％，不能滿足市場需求。所以，利用代謝工程技術提高資源植物中TAs含量是相關產業長期追求的目標。第一例TAs代謝工程的報道起始于1992年，即第一個TAs功能基因HnH6H被克隆的一年之后，將HnH6H基因轉入植株中使之超表達，驚奇地發現轉基因當代和子一代植株的莖葉中幾乎全是東莨菪堿，莨菪堿被完全轉化了，表明H6H是很有效的遺傳改造靶標基基因，王細榮等植株同時超表達TAs合成途徑上游和下游的兩個關鍵酶基因PMT和H6H，使終產物東莨菪堿干重含量達到了9mg/g證明了該策略的優越性。但是在植株中如何大幅度提高植株中托品烷生物堿的總含量，特別是莨菪堿的含量一直沒有有效的手段。

鈴鐺子，又名藏茄、唐沖那薄、喜馬拉雅山莨菪，茄科山莨菪屬，原產自我國西藏(東南部)、云南(西北部)，尼泊爾、不丹、錫金亦有分布，生長于3200-4000米的高海拔地區，株高50-150cm。是一種多年生宿根草本，醫藥上常用根提取托品烷類生物堿。鈴鐺子植株繁茂高大，全株密布絨毛和星狀毛，根粗壯，全株肉質化程度高。與我國傳統藥源植物顛茄相比具有生物量大、生物堿含量高的特點，且極適宜在我國西藏等高海拔地區大面積種植。而野生鈴鐺子中莨菪堿和東莨菪堿含量仍然很低，代謝工程是有效提高鈴鐺子莨菪堿和東莨菪堿最有效的方法。

鳥氨酸脫羧酶(ODC)是大多數植物體內腐胺合成的關鍵酶基因，而腐胺是托品烷生物堿和合成的重要前提物質，前人報道在曼陀羅中過表達老鼠的鳥氨酸脫羧酶基因(ODC)能夠微量提高曼陀羅生物堿的含量。而鈴鐺子過表達內源ODC基因目前尚未有相關的報道。因此來自于植物體本身的內源ODC基因的研究就顯得重要而有意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因；本發明的目的之二在于提供含有所述鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因的重組表達載體；本發明的目的之三在于提供所述鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因在提高茄科植物莨菪堿和東莨菪堿的含量中的應用；本發明的目的之四在于提供所述重組表達載體在提高茄科植物莨菪堿和東莨菪堿的含量中的應用；本發明的目的之五在于提供一種提高鈴鐺子生物堿含量的方法；本發明的目的之六在于提供過表達所述鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因的茄科植物。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

1.鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因，其特征在于：所述ALODC基因編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

優選的，所述ALODC基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

2、含有所述鈴鐺子鳥氨酸脫羧酶ALODC基因的重組表達載體。

優選的，所述重組表達載體由SEQ ID NO.1所示序列連入pBI121載體的BamHI和Sac I而得。