[發(fā)明專利]一種提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)的載體及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910169234.1
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109735557B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗紅霞;孫佩光;金志強(qiáng);徐碧玉;劉菊華;張凱星
• 申請（專利權(quán)）人: 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N15/82;A01H5/08;A01H6/82
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 張新蕊

本發(fā)明涉及香蕉果實(shí)顆粒結(jié)合淀粉合成酶基因MaGBSSI?3在提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)中的應(yīng)用，以及一種提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)的表達(dá)載體及其應(yīng)用，該表達(dá)載體包含原始載體和基因MaGBSSI?3。本發(fā)明的利用基因MaGBSSI?3能夠提高果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)，改善果實(shí)營養(yǎng)價(jià)值。例如將含有基因MaGBSSI?3的表達(dá)載體導(dǎo)入番茄中，獲得35S啟動子驅(qū)動的MaGBSSI?3轉(zhuǎn)基因番茄3個(gè)獨(dú)立株系，過量表達(dá)MaGBSSI?3基因改變了抗性淀粉顆粒形態(tài)，提高了MaGBSSI?3基因表達(dá)量、GBSS酶活性和抗性淀粉含量。本發(fā)明從新的視角提出果實(shí)抗性淀粉生物合成的新方式，具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種載體及其應(yīng)用，尤其涉及一種提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)的載體及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

抗性淀粉(Resistant starch,RS)是指不能被人體小腸消化和吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物的總稱。與普通淀粉相比較，抗性淀粉具有預(yù)防和控制2型糖尿病、改善腸道微環(huán)境、降低血清膽固醇等特殊作用。

香蕉是到目前為止檢測到的含天然抗性淀粉最高的作物之一，剛采收時(shí)其含量約占果肉干重的40.30％～57％(Englyst et al.,1992；Miao et al.,2013)，且顯著高于水稻籽粒的3％(Zhou et al.,2016；Itoh et al.,2017)和小麥籽粒的0.17％～3.71％( et al.,2016；Mohebbi et al.,2018)。但這些作物需要加熱和煮熟后才能食用(Faisant et al.,1995；Langkilde et al.,2002；Oladele and Williamson et al.,2016)，而香蕉果實(shí)可以鮮食直接攝取抗性淀粉。因此香蕉是直接獲取抗性淀粉的重要來源，也是開展抗性淀粉生物合成與調(diào)控的重要模式植物(Navarro et al.,2015；Oladeleand Williamson,2016；Ble-Castillo et al.,2017)。但目前香蕉抗性淀粉研究主要集中于物理和化學(xué)加工性能(Lehmann et al.,2002；Agama-Acevedo et al.,2009；Annor etal.,2016；Jain and Anal,2018；Campuzano et al.,2018)，關(guān)于香蕉中抗性淀粉生物合成與調(diào)控的研究還未見文獻(xiàn)報(bào)道。

對禾谷類作物籽粒中抗性淀粉生物合成的研究，揭示了一些抗性淀粉生物合成的分子機(jī)制(Topping et al.,2003；Hazard et al.,2012；Zhou et al.,2016)。抑制或缺失可溶性淀粉合成酶(SS)SSIIa基因或淀粉分支酶II(SBEII)或SBE3基因的表達(dá)，能夠提高直鏈淀粉含量，從而間接提高了大麥(Bird et al.,2004)、小麥(Hazard et al.,2012)和水稻(Yang et al.,2016；Zhou et al.,2016)籽粒中抗性淀粉含量。由此可以看出，目前尚未發(fā)現(xiàn)過表達(dá)單基因直接提高抗性淀粉生物合成的方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，利用香蕉果實(shí)顆粒結(jié)合型淀粉合成酶基因MaGBSSI-3(GenBank登錄號：KF512022；675bp)單基因過表達(dá)可直接提高抗性淀粉的品質(zhì)，提供了一種提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)的載體及其應(yīng)用。

本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供香蕉果實(shí)顆粒結(jié)合型淀粉合成酶基因MaGBSSI-3在提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)中的應(yīng)用。

其中，過表達(dá)香蕉果實(shí)顆粒結(jié)合型淀粉合成酶基因MaGBSSI-3改變果實(shí)抗性淀粉顆粒邊緣形態(tài)，提高了MaGBSSI-3基因表達(dá)量、GBSS酶活性和抗性淀粉含量。

本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種提高植物果實(shí)抗性淀粉品質(zhì)的表達(dá)載體，其特征在于，其包含原始載體和香蕉果實(shí)顆粒結(jié)合型淀粉合成酶基因MaGBSSI-3。