[發明專利]馬鈴薯StGLK1基因在抗低溫糖化中的應用

有效

• 申請號: 201910476498.1
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110195063B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 宋波濤;劉田田;劉勛;劉騰飛;史偉玲;孔令翠;景晟林;馬秋芹
• 申請（專利權）人: 華中農業大學;西南大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/10;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 李娟

本發明提供了馬鈴薯StGLK1基因及其在抗低溫糖化中的應用,通過馬鈴薯基因組數據庫中公布的序列，以低溫糖化抗性基因型馬鈴薯10908?06在4℃貯藏15天后的塊莖cDNA為模板，克隆了StGLK1基因，并構建超量表達載體，遺傳轉化鄂馬鈴薯3號進行轉基因功能驗證，發現超量表達StGLK1基因能夠提高其抗低溫糖化的能力。

技術領域

本發明屬于分子遺傳育種領域，具體涉及的是馬鈴薯StGLK1基因及其在抗低溫糖化中的應用。

背景技術

馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)是僅次于水稻、小麥和玉米的世界第四大糧食作物。在馬鈴薯油炸加工業中，為確保持續供應優質馬鈴薯，并抑制常溫貯藏導致的塊莖發芽、失水皺縮和病害傳播等現象，通常將馬鈴薯貯藏于低溫條件下。但是，低溫貯藏會加速淀粉裂解轉化為可溶性糖(葡萄糖和果糖)，發生“低溫糖化”現象。當在高溫油炸加工時，還原糖與氮化合物的α-氨基酸發生“Maillard Reaction”，致使油炸產品表面顏色加深并產生苦味物質不被消費者所接受。同時，“Maillard Reaction”反應過程中還產生丙烯酰胺，對人體具有神經和遺傳毒性的影響(Mottram D S et al.,2003)。在薯片和炸薯條中的丙烯酰胺已經引起全球食品安全問題，為此已有相關法律限制油炸馬鈴薯產品中的丙烯酰胺含量(Grob K.et al.,2007；Medeiros Vinci R.et al.，2012)。因此減少還原糖的含量是改良馬鈴薯加工品質的一個有效途徑。

低溫糖化代謝途徑中的最后一步是蔗糖被酸性轉化酶分解為還原糖。低溫貯藏下的塊莖中酸性轉化酶活性明顯提高，導致還原糖迅速積累，其活性決定了還原糖積累程度，該酶被認為是調節低溫糖化的關鍵酶(Menendez et al.,2002；McKenzie et al.,2005)。研究表明塊莖低溫誘導表達的酸性轉化酶StvacINV1是調節低溫糖化的關鍵基因。同時，在馬鈴薯不同基因型材料中，StvacINV1的轉錄表達與其活性并不完全一致，暗示轉化酶活性的調節除了發生在轉錄水平外，可能還有其它的調節方式(Liu et al.,2011)。另外發現轉化酶抑制子StInvInh2特異的與StvacINV1互作并能抑制其活性，是調節StvacINV1活性的重要方式。進一步通過遺傳轉化實驗表明，抗低溫糖化馬鈴薯塊莖低溫誘導表達StInvInh2是抑制StvacINV1活性升高的主要原因，并且StInvInh2的轉錄水平決定了StvacINV1活性大小(Liu et al.，2010；2013)。因此調節StInvInh2的轉錄在低溫糖化過程中起重要作用，研究其調節機制具有重要的理論和現實意義。

現有技術存在的問題：根據轉錄組測序數據及共表達實驗篩選出StGLK1轉錄因子，目前，關于StGLK1在馬鈴薯塊莖低溫糖化代謝過程中的作用并無相關文獻報道。

主要參考文獻

[1]Mottram D S,Wedzicha B L and Dodson A T.Acrylamide is formed inthe Maillard reaction[J].Nature,2002,419:448-449.

[2]Grob K.Options for legal measures to reduce acrylamide contents inthe most relevant foods[J].Food Addit Contam,2007,24:71-81.

[3]Medeiros Vinci R.,Mestdagh F and De Meulenaer B.Acrylamideformation in fried potato products–present and future,a critical review onmitigation strategies[J].Food Chem,2012,133:1138-1154.