[發(fā)明專利]一種調(diào)控番茄抗壞血酸合成的NFYA基因及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910774829.X
• 申請(qǐng)日: 2019-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN110468140A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張余洋;葉志彪;鄭偉;張俊紅;陳衛(wèi)芳;張廷艷;王濤濤;歐陽波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊采良<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)控番茄抗壞血酸合成的NFYA基因及其應(yīng)用。本發(fā)明利用AsA合成途徑中其中一個(gè)重要基因GME1的啟動(dòng)子作為誘餌釣庫(kù)做酵母單雜得到幾個(gè)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，然后做點(diǎn)對(duì)點(diǎn)驗(yàn)證證明NF?YA與GME1的啟動(dòng)子互作。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)NFYA基因的表達(dá)能夠調(diào)控番茄中抗壞血酸的合成，為后續(xù)調(diào)控番茄或相關(guān)作物中的抗壞血酸的合成提供理論指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)控番茄抗壞血酸合成的NFYA基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

抗壞血酸(AsA)是植物中很重要的抗氧化分子，也是很多酶類的輔因子，而且也參與控制生物體細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)。AsA是通過分解不正常的氧化代謝和逆境傷害等氧化脅迫產(chǎn)生的活性氧來保護(hù)植物的。活性氧是有毒物質(zhì)的分子信號(hào)，活性氧必須快速地被控制以防止蛋白質(zhì)被氧化，從而防止破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性。氧化脅迫對(duì)人體的疾病產(chǎn)生發(fā)揮很大的作用，但是這種氧化脅迫的影響可以通過從食物中攝取AsA(Giovannucci1999)來降低。因?yàn)槿祟惡推渌撵`長(zhǎng)類的AsA生物合成途徑的最后一步被阻塞。果實(shí)中高水平的AsA可以為人類提供高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(張薇2005；Hancock and Viola 2005；Naqvi etal 2009)，AsA在人體中可以預(yù)防壞血病、動(dòng)脈粥樣硬化、癌癥、貧血和牙齦出血等癥狀(杜長(zhǎng)城等2007)。除了對(duì)人體營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的作用，同時(shí)在植物生命的很多方面都發(fā)揮著很重要的作用。因此，提高作物中抗氧化劑的含量成為我們今后研究的一個(gè)重要方面。

抗壞血酸合成與代謝途徑中的酶大部分已經(jīng)被克隆報(bào)道，但是調(diào)控這些基因的轉(zhuǎn)錄因子卻至今沒有任何報(bào)道。

CCAAT-box是真核生物啟動(dòng)子上非常常見的一類順式作用元件，NUCLEAR FACTORY(NF-Y)是一類由NF-YA，NF-YB，和NF-YC三個(gè)亞基組成的轉(zhuǎn)錄因子，CBFs是(NF-Y)中的NF-YA，而NF-YA有約56個(gè)氨基酸的結(jié)構(gòu)域組成的兩個(gè)螺旋(A1和A2)，A1和A2分別行使不同的功能：A1確保與其他的亞基結(jié)合，A2與特殊的DNA序列CCAAT結(jié)合。由NF-YA，NF-YB，NF-YC這三個(gè)家族的蛋白組成的異源三聚體可以結(jié)合DNA上的CCAAT位點(diǎn)。NF-Y轉(zhuǎn)錄因子(又名血紅素結(jié)合蛋白〔HAPs〕和CCAAT box結(jié)合蛋白〔CBFs〕)是很多植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中的應(yīng)急調(diào)控因子和逆境應(yīng)答信號(hào)。NF-Y是有類組蛋白亞基特殊序列的轉(zhuǎn)錄因子。NF-YB和NF-YC這兩個(gè)亞基包含有類似H₂B和H₂A的核心組蛋白(Baxevanis et al 1995；Zemzoumi et al 1999)，這兩個(gè)亞基必須形成穩(wěn)定的異源二聚體才能與NF-YA結(jié)合。而NF-YA通過某種機(jī)制特異的結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體(Dolfini et al 2012；Mantovani et al 1994)。在動(dòng)物中，NF-YA在DNA上的結(jié)合會(huì)影響組蛋白特殊的翻譯后修飾和改變?nèi)旧|(zhì)狀態(tài)(Donati et al 2008；Gattaand Mantovani 2011)。NF-Y已經(jīng)被作為轉(zhuǎn)錄因子的一個(gè)催化劑，但是也有報(bào)道指出其在抑制方面也有作用(German et al 2008；Leyva-González et al 2012)。與動(dòng)物中單個(gè)的NF-Y基因發(fā)揮作用相比，在植物中，NF-Y是以多基因的家族形式編碼(Edwards et al 1998).在擬南芥中有10個(gè)NF-YA、13個(gè)NF-YB、13個(gè)NF-YC亞基，更特別的是在二穗短柄草中(Brachypodium distachyon)中有36個(gè)NF-Y亞基(Cao et al 2011)。這些亞基在不同的發(fā)育過程中(Siefers et al 2009)和不同的環(huán)境響應(yīng)機(jī)制(Des Marais et al 2012；Pant et al2009；Siefers et al 2009)有不同的表達(dá)模式，表明在不同的器官和不同的刺激下，只有一部分亞基組合組裝形成NF-Y聚合物發(fā)揮作用。超量表達(dá)一個(gè)亞基可能足夠影響NF-Y的功能，但其他的NF-Y也存在與同一個(gè)組織中，超量表達(dá)某一個(gè)NF-Y時(shí)，有很多表型能觀察到，也不排除與某個(gè)亞基在正常條件下沒有互作的亞基，在這種情況下會(huì)相互作用。由NF-YA，NF-YB，NF-YC這三個(gè)家族的蛋白組成的異源三聚體可以結(jié)合DNA上的CCAAT位點(diǎn)。在植物中，NF-Y家族龐大，可以形成更多的復(fù)合體形成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，這樣的轉(zhuǎn)錄因子系統(tǒng)可以使植物適應(yīng)更多地環(huán)境變化。近年來，很多報(bào)道出現(xiàn)表明單個(gè)亞基在植物很多途徑中發(fā)揮著很重要的作用，尤其是對(duì)于胚胎發(fā)育、花的開花時(shí)間調(diào)控以及抗旱信號(hào)等方面有很重要的調(diào)控作用，但是還沒有對(duì)抗壞血酸調(diào)控相關(guān)報(bào)道。