[發明專利]一種杧果萜烯合成酶基因TPS1及其應用

有效

• 申請號: 202110946265.0
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113621633B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 羅海燕;叢漢卿;洪繼旺;代學慧;趙德慶;王榮香;喬飛;霍婷
• 申請（專利權）人: 中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所
• 主分類號: C12N15/60
• 分類號: C12N15/60;C12N9/88;C12N15/10;C12N15/70;C12N1/21;C12P5/00;C12P5/02;C12R1/19
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 王洪娟

本發明公開了一種杧果萜烯合成酶基因TPS1，還公開了包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS1的重組表達載體、重組表達工程菌和重組杧果萜烯合成酶TPS1。以及上述杧果萜烯合成酶基因TPS1、杧果萜烯合成酶、重組表達載體、重組工程菌或重組TPS1在調控牻牛兒基二磷酸和橙花二磷酸合成萜類化合物方面的應用。本發明針對杧果中功能基因研究基礎薄弱的現狀，首次從杧果中克隆得到催化牻牛兒基二磷酸和橙花二磷酸底物合成萜類化合物的杧果萜烯合成酶基因TPS1，該基因為杧果萜類化合物合成路徑中的關鍵基因之一，為今后利用基因工程或細胞工程技術在杧果育種中的應用提供了重要的理論依據，具有廣闊的應用前景和極大的經濟價值。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種杧果萜烯合成酶基因TPS1及其應用，尤其是涉及一種杧果中催化萜類化合物合成的杧果萜烯合成酶基因(Terpenesynthase 1，TPS1)及其編碼蛋白和應用。

背景技術

杧果為漆樹科杧果屬常綠果樹，是著名的熱帶水果，素有“熱帶國王”之美譽，是我國熱區重要的水果產業之一，也是我國熱帶地區農民的重要經濟來源之一。杧果果實外觀美麗、香氣濃郁、風味佳美，深受消費者喜愛，杧果的香味是芒果風味品質的重要指標，香味物質變化與杧果品質密切相關。隨著人民生活水平的不斷提高，對農產品品質的要求越來越高，風味品質要求也隨之提高。隨著資源的進化和品種馴化，杧果果實的某些香味逐漸減退或失去，而且許多杧果在后熟過程中，香味釋放不完全，這些都對杧果風味品質產生較大影響，對杧果的商品價值也產生一定影響。香味物質的形成還與產地、栽培管理措施、采收成熟度、貯藏條件，以及品種不同等均有關系。已報道的芒果中揮發性成分約有500多種，其中萜類化合物有150多種，約占總揮發物的28％，是杧果中最豐富的一類揮發性化合物，其在忙果風味形成方面起重要作用。

萜類化合物是植物次生代謝物中最大的一類，其在植物與環境因子的互作中發揮重要作用，如吸引昆蟲傳粉、參與植物間接防御反應，也是植物香味的重要成分，還具有重要的藥用和保健價值。萜類化合物的生物合成途徑通常被分為3個階段：C5前體異戊烯基二磷酸酯(isopentenyl diphosphate,IPP)及其雙鍵異構體二甲基烯丙基二磷酸酯(dimethylallyl diphosphate,DMAPP)生成階段；直接前體(法尼基二磷酸FarnesylDiphosphate,FPP、牻牛兒基二磷酸Geranyl diphosphate，GPP、橙花二磷酸NerylDiphosphate，NPP、牻牛兒基牻牛兒基二磷酸Geranylgeranyl Diphosphate，GGPP等)生成階段；萜類生成及修飾階段(氧化還原、酰化、糖基化等)。其中，前兩個階段已經比較清楚，且為所有的萜類化合物所共享。第三個階段決定了萜類化合物結構多樣性，是植物次生代謝研究的重點領域。杧果中萜類化合物是由萜烯合成酶(TPS)催化形成，但參與其生物合成途徑中的相關功能基因均未得以揭示，該基因及其編碼的蛋白序列尚不清楚，因此，獲得萜烯合成酶基因并進行功能驗證，對于了解杧果中萜類香味物質形成意義重大。

發明內容

本發明的目的在于一種杧果萜烯合成酶基因TPS1及其編碼蛋白和制備方法。

本發明的目的還在于提供一種包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS1的重組表達載體、重組表達工程菌和重組杧果萜烯合成酶TPS1。

本發明的最后一個目的在于提供上述杧果萜烯合成酶基因TPS1、編碼蛋白、重組表達載體、重組工程菌或重組杧果萜烯合成酶TPS1在調控牻牛兒基二磷酸GPP或橙花二磷酸NPP合成萜類化合物方面的應用。

本發明的上述第一個目的可以通過以下技術方案來實現：一種杧果萜烯合成酶基因TPS1，它的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

一種杧果萜烯合成酶TPS1，它的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。