[發明專利]一種通過共轉飛燕草苷合成相關基因培育藍色菊花的方法

有效

• 申請號: 202110246774.2
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113278648B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 蔣甲福;祝欽瀧;林嬌陽;韓笑盈;羅宇婷;吳慧瑩;周李杰;陳素梅;房偉民;陳發棣
• 申請（專利權）人: 南京農業大學;華南農業大學
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;C12N15/66;A01H5/02;A01H6/14
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;李曉峰

本發明公開一種通過共轉飛燕草DgAA7GT、DgAA7BG?GT1和DgSCPL2基因培育藍色菊花的方法，本發明構建包含DgAA7GT、DgAA7BG?GT1和DgSCPL2，風鈴草Cam?F3'5'H和蝶豆CtA3’5’GT五個基因共表達載體，然后導入切花菊。研究證明，將外源飛燕草苷合成基因DgAA7GT、DgAA7BG?GT1、DgSCPL2基因，在風鈴草CamF3'5'H和蝶豆花CtA3'5'GT基因的輔助下，能夠使菊花形成了純正藍色花色。本發明能填補現有技術只用風鈴草CamF3’5’H和蝶豆花CtA3’5’GT基因不能使菊花變成純正藍色的空白，為利用基因工程技術選育藍色菊花提供新穎而實用的方法，將有效推動菊花生物技術育種進程。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術和轉基因育種領域，涉及一種通過共轉飛燕草苷合成相關基因培育藍色菊花的方法，具體涉及包括有飛燕草藍翠雀花苷(cyanodelphin)、紫翠雀花苷(violdelphin)合成路徑的3個基因DgAA7GT、DgSCPL2和DgAA7BG-GT1基因，及風鈴草CamF3’5’H和蝶豆花CtA3’5’GT基因的植物表達載體380N-CamF3'5'H-7BG-SCPL2-7GT-Ct3'5'GT構建、轉化細胞、轉380N-CamF3'5'H-7BG-SCPL2-7GT-Ct3’5’GT載體切花菊的培育、鑒定方法及轉基因植株的應用。

背景技術

菊花花色十分豐富，但是唯獨缺乏藍色，因為菊花中缺少合成飛燕草色素苷的生物合成途徑。類黃酮3',5'羥化酶(F3'5'H)基因被稱之為“藍色基因”，菊花的花色缺乏藍色的真正原因在于缺少F3’5’H基因。類黃酮3',5'羥化酶(F3'5'H)催化柚皮素可以產生五氫黃酮，生成的五氫黃酮在二氫黃酮醇4-還原酶(dihydroflavonol?4-reductase,DFR)、花青素合成酶(Anthocyanidin?synthase,ANS)的連續催化下生成藍紫色的飛燕草色素(Tanakaet?al.,2006；Noda?et?al.,2013)。

有報道表明，藍色色素都是花青素高度修飾的產物如糖基化、酰基化等(Sasakiet?al.,2015)。2013年，Noda等用菊花的F3H啟動子驅動風鈴草的F3'5'H基因(Canterburybells?gene?F3′5′H)Cam3'5'H導入粉色菊花品種中，實現了菊花花色從粉色轉變為藍紫色，但并不是純正的藍色(Noda?et?al.,2013)；隨后該研究團隊將風鈴草的F3'5'H基因和蝶豆花的UDP-葡萄糖:花青素3',5'-O-葡萄糖基轉移酶基因(UDP-glucose:anthocyanin3′,5′-O-glucosyltransferase，CtA3’5’GT)同時轉入菊花，成功生成了飛燕草素3',5'-雙糖苷化的衍生物，使花瓣呈現了藍色(Noda?et?al.,2017)。

花青苷的酰化被認為是藍色花著色的重要步驟之一(Yoshida?et?al.,2009)。花青苷可通過酰基轉移酶進行酰基化修飾，以阻止花青素水解成無色的查耳酮或使其轉變為藍色的醌酮。Matsuba等(2010)在飛燕草中發現了催化花青苷7位聚酰化反應的催化酶DgAA7GT，其以acyl-glucoses為供體，在花青素3-O-葡萄糖苷7位添加糖基。Nishizaki等(2013)發現飛燕草DgAA7BG以p-酰化葡萄糖(pHBG)為供體，把葡萄糖基團轉移到花青素7位pHBG的酚羥基上，為后續酰化奠定基礎。Ishii等(2017)發現了DgAA7BG-GT1與DgAA7BG-GT2的雙突變體,該突變體無法在7位的酰基上繼續添加葡萄糖,故不能生成飛燕草苷,其花色呈現為淡粉色。Nishizaki等(2013)還發現另一個酰基轉移酶DgSCPL2在白色飛燕草品種中不表達，7位多聚修飾的花青苷不能被檢測出，說明其在飛燕草藍色花色苷酰基基團的修飾、串聯和堆疊中發揮了重要作用。但關于DgAA7GT、DgAA7BG和DgSCPL2在異源植物中是否具有類似的催化活性，從而使菊花花色變成藍色方面的應用未見相關報道。

參考文獻：