[發(fā)明專(zhuān)利]一種銀杏GbFLSa基因及其表達(dá)蛋白和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010092212.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111254150B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立安;吳雅瓊;辛月;周鵬燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/53
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/53;C12N9/02;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/00
• 代理公司: 南京申云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發(fā)明公開(kāi)了一種銀杏GbFLSa基因及其表達(dá)蛋白和應(yīng)用，屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。銀杏GbFLSa基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其表達(dá)蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.3所示，通過(guò)將銀杏的GbFLSa基因轉(zhuǎn)基因到山新楊中，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)中兒茶素、表兒茶素、表沒(méi)食子兒茶素、沒(méi)食子兒茶素等原花青素含量顯著降低，此外，DFR、ANS、LAR酶基因的表達(dá)水平也顯著低于對(duì)照。表明GbFLSa編碼的是一種功能蛋白，對(duì)原花青素的生物合成起負(fù)調(diào)控作用。有助于揭示GbFLSa在植物代謝中的作用，更好地了解類(lèi)黃酮生物合成的潛在分子機(jī)制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種銀杏GbFLSa基因及其表達(dá)蛋白和應(yīng)用。

背景技術(shù)

黃酮廣泛分布于植物界，其根據(jù)C環(huán)氧化和飽和程度的不同，可以分為不同的亞族，是具有代表性的重要次生產(chǎn)物之一。種類(lèi)豐富的黃酮類(lèi)化合物都是由15個(gè)碳原子構(gòu)成，排列成C₆-C₃-C₆的構(gòu)型，即兩個(gè)芳環(huán)中間與一個(gè)成環(huán)的C₃聯(lián)結(jié)起來(lái)。眾所周知，植物黃酮類(lèi)化合物的生物合成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及多種重要酶類(lèi)。其合成以香豆酰CoA和丙二酰CoA為前體，在查爾酮合酶(chalcone synthase，CHS)的作用下形成黃色的查爾酮，這一步是類(lèi)黃酮合成途徑的第一個(gè)限速步驟。然后由查爾酮異構(gòu)酶(chalconeisomerase，CHI)催化查爾酮生成無(wú)色的柚皮素，柚皮素經(jīng)黃烷酮3-羥化酶(flavanone 3-hydroxylase，F(xiàn)3H)催化，生成二氫山奈酚類(lèi)(DHK)，DHK隨后分形成二氫槲皮素(DHQ)和二氫楊梅素(DHM)。上述3個(gè)二氫黃酮醇類(lèi)化合物可在黃酮醇合成酶(flavonol synthase，F(xiàn)LS)作用下進(jìn)入黃酮醇合成途徑，產(chǎn)生山奈酚、槲皮素和楊梅素；也可由二氫黃酮醇還原酶(DFR)催化進(jìn)入花青素合成途徑。由于黃酮醇合酶(flavonol synthase，F(xiàn)LS)和DFR催化反應(yīng)的底物相同，因此存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。其中FLS是合成下游途徑中的一個(gè)關(guān)鍵酶，它屬于依賴(lài)鐵離子和2-酮戊二酸的雙加氧酶(2-oxoglutarate-dependentdioxygenase，2-ODD)。FLS作為類(lèi)黃酮合成途徑和兒茶素合成途徑連接中間橋梁，在植物中的保守度很高。目前已經(jīng)在矮牽牛、煙草、擬南芥和水稻等植物中研究。

銀杏是多年生的落葉喬木，被公認(rèn)為“活化石”，是現(xiàn)存種子植物中最古老的孑遺植物。銀杏也是一種典型的雌雄異株裸子植物，具有很高的藥用、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。銀杏葉片中含有的黃酮類(lèi)化合物，對(duì)治療老年性癡呆癥，高血壓和心血管疾病等有很好的療效。且黃酮含量是衡量銀杏葉提取物制劑質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，如何提高銀杏葉黃酮的含量已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)之一。目前，針對(duì)銀杏類(lèi)黃酮的研究主要是集中在提取工藝和藥理作用等方面，且提高銀杏類(lèi)黃酮產(chǎn)量的方法以激素調(diào)控和培養(yǎng)條件優(yōu)化等為主。通過(guò)針對(duì)次生代謝途徑的遺傳調(diào)控來(lái)增加類(lèi)黃酮的產(chǎn)量是提高黃酮類(lèi)化合物產(chǎn)量的潛在策略。主要由于銀杏缺乏組培和遺傳轉(zhuǎn)化體系，基因組較大，尚不能關(guān)聯(lián)到染色體層面，且功能基因組學(xué)研究不深入。這使得銀杏黃酮生物合成中分子機(jī)制和具體的次生代謝途徑研究尚不清晰。

目前，F(xiàn)LS已在模式植物中被證實(shí)與生物體內(nèi)類(lèi)黃酮的積累有關(guān)，然而，在銀杏中僅對(duì)GbFLS進(jìn)行了原核表達(dá)和體外活性檢測(cè)研究，還沒(méi)有針對(duì)銀杏FLS的關(guān)鍵酶基因進(jìn)行植物體內(nèi)功能的研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種銀杏GbFLSa基因；本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供銀杏GbFLSa基因的表達(dá)蛋白；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問(wèn)題是提供銀杏GbFLSa基因的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種銀杏GbFLSa基因，其核苷酸序列如SEQID No.1所示。

SEQID No.1所示的核苷酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)核苷酸取代和/或缺失和/或添加且與原花青素合成相關(guān)的基因也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。