[發明專利]紅花CtACO1基因、其編碼蛋白質及應用

有效

• 申請號: 201910216897.4
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN110042107B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 郭美麗;涂燕華;何貝軒;劉飛;郭丹丹;賈鑫磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二軍醫大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/14
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙) 31268
• 代理人: 孫躍虹

本發明涉及基因工程領域，具體是紅花CtACO1基因及其編碼蛋白質在提高紅花中黃酮醇類化合物含量中的應用。本發明首次提供了紅花CtACO1參與紅花黃酮醇類化合物生物合成途徑相關基因的調控，CtACO1通過轉基因的方法轉入紅花中，可以刺激大部分黃酮合成通道結構酶基因的表達，同時，可以提高黃酮醇類化合物的含量。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體地說，是紅花CtACO1基因、其編碼蛋白質及應用。

背景技術

傳統中藥紅花(Carthami Flos)具有活血祛瘀，通經活絡的功效，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為是其發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鍵基因的調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物，廣泛地受到外界環境及刺激的影響。作為氣態植物激素，乙烯調節植物生長，發育和應激反應的各種過程，并且作為傳導外界刺激的信號分子。研究表明，乙烯及其前體ACC的外源應用可以誘導黃酮醇積累。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變化密切相關。但ACO對黃酮類化合物積累或黃酮類代謝途徑的影響仍不清楚。

發明內容

本發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用。

中國專利文獻CN106967735A公開了紅花CtCHS1基因、其編碼蛋白質及應用，CtCHS1位于黃酮合成通道的入口，過表達后具有提高醌式查爾酮類化合物的作用。而本發明提供的CtACO1基因位于乙烯合成途徑，對黃酮合成途徑處于整體調控的位置，過表達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，ACO基因作為乙烯合成末端基因，明確其基因及蛋白功能，不僅有助于后續培育定向提高黃酮類成分的種質資源，同時，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1195bp，其開放閱讀框(ORF，Open Reading Frame)區包含了1098bp，編碼365個氨基酸，開放閱讀框的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

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

本發明的第三方面，提供一種重組表達載體、重組菌或轉基因植物，所述的重組表達載體、重組菌或轉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。

優選的，在制備所述的重組表達載體、重組菌或轉基因植物時，用于擴增紅花CtACO1基因開放閱讀框的引物對為SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5：用于擴增紅花CtACO1基因的引物對分別如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)