[發(fā)明專利]一種與胡蘿卜類胡蘿卜素合成相關(guān)的PSY2基因序列及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910263912.0
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN111763685A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊愛生;丁旭;徐志勝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/10;C12N15/10
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PSY2基因是參與類胡蘿卜素合成的關(guān)鍵基因。本專利從胡蘿卜中克隆了一個新的PSY基因DcPSY2。該基因開放閱讀框長為1317bp，編碼438個氨基酸。DcPSY2編碼的蛋白屬于親水性蛋白。與豆科的紅木PSY進(jìn)化關(guān)系最近，具有高度保守性。熒光定量表達(dá)分析表明DcPSY2基因在高溫和高鹽脅迫下，相對表達(dá)水平在處理后2h達(dá)到峰值，且均與對照呈顯著差異(P＜0.05)。在低溫和干旱脅迫下，處理后1h胡蘿卜DcPSY2基因的表達(dá)量上調(diào)最為明顯。本發(fā)明利用聚合酶擴(kuò)增技術(shù)從胡蘿卜中克隆獲得胡蘿卜DcPSY2基因，該胡蘿卜DcPSY2基因?qū)}卜植株逆境脅迫有響應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，涉及植物的一個PSY2基因及其應(yīng)用。本發(fā)明從胡蘿卜品種‘君川紅’中獲得一個與類胡蘿卜素合成相關(guān)的基因DcPSY2，該基因能夠應(yīng)用于胡蘿卜的類胡蘿卜素合成途徑研究和應(yīng)用。

背景技術(shù)

胡蘿卜(Daucus carota L.)是兩年生根菜類蔬菜作物，屬于傘形科(Apiaceae)胡蘿卜屬，是野生胡蘿卜的變種。胡蘿卜具有豐富的營養(yǎng)價值和藥用價值，在我國種植非常普遍。胡蘿卜以肉質(zhì)直根為主要食用器官，根據(jù)其肉質(zhì)根的長度、形狀、顏色等不同，可以將胡蘿卜劃分為不同類型。胡蘿卜含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如類胡蘿卜素、維生素、淀粉、糖分和脂質(zhì)等，主要來源于次生韌皮部。

植物生產(chǎn)中，高溫、干旱等非生物脅迫嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。非生物脅迫也會導(dǎo)致胡蘿卜營養(yǎng)供給不平衡，生理代謝紊亂，進(jìn)而影響其生長發(fā)育以及有機(jī)物的積累。類胡蘿卜素在逆境調(diào)控中發(fā)揮重要的作用，研究證實(shí)類胡蘿卜素可參與水稻抗氧化脅迫，提高水稻抗逆能力。

DcPSY2基因在胡蘿卜中編碼八氫番茄紅素合成酶(phytoene synthase)，該酶位于類胡蘿卜素合成通路的上端，主要通過控制碳源流向，催化牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸(GGPP)前體合成八氫番茄紅素，是番茄紅素合成途徑中的關(guān)鍵酶。已有研究表明，PSY的過表達(dá)可以提高類胡蘿卜素的含量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種胡蘿卜DcPSY2基因制備方法和用途。所獲得的DcPSY2基因有利于深入了解胡蘿卜類胡蘿卜素合成途徑和DcPSY2響應(yīng)機(jī)制。

附圖說明

圖1.胡蘿卜DcPSY2蛋白同其他物種PSY蛋白氨基酸序列的比對

圖2.胡蘿卜與其他物種PSY蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹

圖3.胡蘿卜DcPSY2蛋白氨基酸序列的疏水性和親水性分析

圖4.胡蘿卜DcPSY2蛋白的二級結(jié)構(gòu)

圖5.胡蘿卜DcPSY2基因在’君川紅’中所處高溫(38℃)、低溫(4℃)、干旱(200g·L^-1 PEG)和高鹽(200mmol·L^-1 NaCl)下處理后的表達(dá)量分析。

具體實(shí)施方式

1.胡蘿卜總RNA的提取及cDNA的合成：按照試劑盒(北京Tiangen生化科技有限公司)所述操作步驟對胡蘿卜葉片進(jìn)行總RNA提取。通過微量紫外檢測儀Nano-Drop測定RNA濃度。隨后，參照HiScript II Q RT SuperMix for qPCR(+gDNA wiper)(南京諾唯贊生物公司)試劑盒完成RNA的反轉(zhuǎn)錄操作。