[發明專利]一種荷花中促進花青素合成的bHLH類轉錄因子及其應用

有效

• 申請號: 202011004985.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112010957B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 祖明艷;楊平仿;吳倩;鄧嬌;韓杰
• 申請（專利權）人: 金天國際醫療科技有限公司;湖北大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 潘劍敏

本發明涉及分子生物學領域，公開了一種荷花中促進花青素合成的bHLH類轉錄因子及其在荷花花色育種中的應用。所述荷花中促進花青素生物合成的bHLH類轉錄因子NnTT8的CDS序列如SEQ ID No.1所示。本發明首次研究蓮中調控花青素生物合成的bHLH類轉錄因子NnTT8，并通過擬南芥tt8突變體恢復實驗對其進行了功能驗證，有利于促進荷花花色的分子育種。

技術領域

本發明涉及分子生物學領域，具體涉及一種荷花中促進花青素合成的bHLH類轉錄因子及其應用。

背景技術

荷花(Nelumbo nucifera Gaertn.)是我國十大名花之一，具有重要的觀賞和人文價值。深受廣大人民群眾所喜愛，各地方的荷花產業、荷花展方興未艾。其中，荷花的花色對于其觀賞價值具有重要的決定作用。因此，在荷花的育種工作中，花色是重要的目標性狀之一。

荷花的育種工作主要是通過傳統的雜交育種方式，通過對目標性狀具有不同表型的親本進行雜交后，在后代中針對目標性狀的表型進行篩選，獲得目標性狀表現理想且多年繁殖表型穩定的植株。這樣的方法往往費時費力。隨著現代分子生物學技術在植物育種中的應用，針對目標性狀，鑒定出控制該性狀的關鍵主效基因，然后通過靶向基因編輯等分子育種技術，從而達到精確且快速改造作物性狀的目的。

花青素是自然界中存在的天然的三大色素之一。它屬于一種水溶性的類黃酮化合物，能使植物的花、果實呈現出各種鮮艷的顏色。花青素的生物合成途徑及調控機理已經在研究花色的模式植物(矮牽牛和金魚草)以及模式植物擬南芥中進行了非常深入的研究，在很多其他物種中也有相關報道。其中，MYB、bHLH和WD40是調控花青素生物合成的三類主要的轉錄因子，MYB和bHLH尤其重要，是植物中兩大類基因家族，兩者都有促進和抑制花青素合成的不同成員，從而決定植物的最終著色情況。目前，荷花MYB轉錄因子NnMYB5已經成功克隆并進行了功能鑒定，研究表明NnMYB5是導致紅花蓮與黃花蓮花色差異的關鍵因素。美洲黃蓮中NnMYB5序列中由于兩個氨基酸殘基替代形成了一個提前終止密碼子，從而導致NnMYB5無法正常調控對花青素起轉運作用的GST(谷胱甘肽轉移酶)的表達，進而導致美洲黃蓮中無法積累花青素。將NnMYB5基因在擬南芥中過表達會引起擬南芥的花梗和未成熟的種子中積累花青素，從而驗證了NnMYB5轉錄因子具有調控花青素合成的功能。

bHLH轉錄因子是繼MYB之后的第二大蛋白家族。在植物中，bHLH轉錄因子參與很多細胞進程的調控，比如花器官的發育，光形態發生，毛狀體、根毛和氣孔的發育，激素響應等。此外，很多物種中的bHLH轉錄因子還參與類黃酮(包括黃酮、花青素和原花青素)的生物合成的調控。通常bHLH與MYB結合共同調控著色過程，它也能單獨結合到花青素合成的結構基因的啟動子上，比如DFR、UFGT，上調這些基因的表達。擬南芥中與花青素合成相關的bHLH類轉錄因子AtTT8(TRANSPARENT TESTA8)，它的突變體與正常的擬南芥相比，植株缺乏花青素的積累，而且種皮沒有顏色，呈現白色。

然而，調控花青素生物合成的bHLH類轉錄因子至今在荷花中未曾報道，僅僅MYB轉錄因子的研究對荷花花色的分子育種的改良是遠遠不足的。因此，研究荷花bHLH轉錄因子對花青素的合成調控可以補充荷花花色形成機理的研究，也有利于荷花花色的分子育種工作。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種荷花中促進花青素生物合成的bHLH類轉錄因子及其應用，來擴充和豐富調控荷花花朵花色的轉錄因子庫。

為實現以上目的，本發明提供的荷花中促進花青素生物合成的bHLH類轉錄因子，采用如下技術方案：

荷花中促進花青素生物合成的bHLH類轉錄因子NnTT8的CDS序列如SEQ ID No.1所示，具體如下：