[發(fā)明專利]紅花CtACO1基因、其編碼蛋白質(zhì)及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910216897.4
• 申請(qǐng)日: 2019-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN110042107B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭美麗;涂燕華;何貝軒;劉飛;郭丹丹;賈鑫磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/14
• 代理公司: 上海元一成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31268
• 代理人: 孫躍虹

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體是紅花CtACO1基因及其編碼蛋白質(zhì)在提高紅花中黃酮醇類化合物含量中的應(yīng)用。本發(fā)明首次提供了紅花CtACO1參與紅花黃酮醇類化合物生物合成途徑相關(guān)基因的調(diào)控，CtACO1通過轉(zhuǎn)基因的方法轉(zhuǎn)入紅花中，可以刺激大部分黃酮合成通道結(jié)構(gòu)酶基因的表達(dá)，同時(shí)，可以提高黃酮醇類化合物的含量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地說，是紅花CtACO1基因、其編碼蛋白質(zhì)及應(yīng)用。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)中藥紅花(Carthami Flos)具有活血祛瘀，通經(jīng)活絡(luò)的功效，其主要成分為黃酮類化合物，羥基紅花黃色素A(HSYA)、Carthamin、槲皮素及其苷類、山萘酚及其苷類被認(rèn)為是其發(fā)揮藥理活性的主要活性成分。因此，通過紅花黃酮代謝通道關(guān)鍵基因的調(diào)控是提高紅花黃酮含量的一種有效方法。

黃酮類成分是植物重要的次生代謝產(chǎn)物，廣泛地受到外界環(huán)境及刺激的影響。作為氣態(tài)植物激素，乙烯調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，發(fā)育和應(yīng)激反應(yīng)的各種過程，并且作為傳導(dǎo)外界刺激的信號(hào)分子。研究表明，乙烯及其前體ACC的外源應(yīng)用可以誘導(dǎo)黃酮醇積累。ACO參與乙烯生物合成的最后步驟并催化ACC至乙烯，其與植物的生理和生物化學(xué)變化密切相關(guān)。但ACO對(duì)黃酮類化合物積累或黃酮類代謝途徑的影響仍不清楚。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供紅花CtACO1基因、其編碼蛋白和在提高紅花中重要活性成分黃酮醇類化合物含量中的應(yīng)用。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN106967735A公開了紅花CtCHS1基因、其編碼蛋白質(zhì)及應(yīng)用，CtCHS1位于黃酮合成通道的入口，過表達(dá)后具有提高醌式查爾酮類化合物的作用。而本發(fā)明提供的CtACO1基因位于乙烯合成途徑，對(duì)黃酮合成途徑處于整體調(diào)控的位置，過表達(dá)CtACO1提高了部分黃酮醇類化合物的含量。綜上，CtACO1與CtCHS1基因相比，提高的黃酮成分類型不同；同時(shí)，ACO基因作為乙烯合成末端基因，明確其基因及蛋白功能，不僅有助于后續(xù)培育定向提高黃酮類成分的種質(zhì)資源，同時(shí)，為外源乙烯刺激以影響紅花黃酮類成分合成提供了參考及理論支持，以更便捷低成本的方式提高紅花中的黃酮類成分含量。

本發(fā)明的第一方面，提供一種紅花CtACO1(ACC氧化酶)基因，其核苷酸序列如SEQID NO.1所示。所述的CtACO1基因全長(zhǎng)1195bp，其開放閱讀框(ORF，Open Reading Frame)區(qū)包含了1098bp，編碼365個(gè)氨基酸，開放閱讀框的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本發(fā)明的第二方面，提供一種紅花CtACO1蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

本發(fā)明的第三方面，提供一種重組表達(dá)載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因植物，所述的重組表達(dá)載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因植物含有上述紅花CtACO1基因SEQ ID NO.1或其開放閱讀框SEQID NO.3。

優(yōu)選的，在制備所述的重組表達(dá)載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，用于擴(kuò)增紅花CtACO1基因開放閱讀框的引物對(duì)為SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5：用于擴(kuò)增紅花CtACO1基因的引物對(duì)分別如SEQ ID NO.10和SEQ ID NO.11所示。

CtACO1F：GAGCTTTCGCGGATCCGCCACCATGGCTTCAGCCACTAAC(SEQ ID NO.4)；

CtACO1R：CATGGTGGCAAGCTTAGGGCCGGGATTCTCCTCCACGTCACCGCATGTTAGAAG(SEQ IDNO.5)；

5’-Full length of CtACO1(CGAATCTAGACCGTCAGCCATG，SEQ ID NO.10)

3’-Full length of CtACO1(GCATCCATGGTCGACTCAACGC，SEQ ID NO.11)