[發(fā)明專利]調(diào)控植物原花青素合成的MYB類轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111233901.1
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113845578B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱旋;周美亮;趙輝;范昱;丁夢琦;胡永平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所;貴州省威寧縣東方神谷有限責(zé)任公司
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/00
• 代理公司: 北京思元知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11598
• 代理人: 余光軍

本發(fā)明公開了調(diào)控植物原花青素合成的MYB類轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明從苦蕎中克隆了MYB類轉(zhuǎn)錄因子FtMYB43，其氨基酸序列為SEQ ID No.1所示。本發(fā)明將該轉(zhuǎn)錄因子FtMYB43基因分別遺傳轉(zhuǎn)化蕎麥以及擬南芥獲得轉(zhuǎn)基因蕎麥毛狀根以及擬南芥，對獲得的陽性擬南芥中的原花青素通路的酶基因進(jìn)行表達(dá)量檢測并檢測FtMYB43基因轉(zhuǎn)擬南芥異位表達(dá)后的原花青素含量，檢測結(jié)果顯示，F(xiàn)tMYB43基因有助于提高毛狀根中類黃酮代謝途徑部分關(guān)鍵酶基因的表達(dá)量，進(jìn)而促進(jìn)原花青素的生物合成；轉(zhuǎn)基因株系原花青素含量有顯著增加，說明FtMYB43基因參與上調(diào)擬南芥植株中原花青素的生物合成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)錄因子，尤其涉及從苦蕎(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)中分離的MYB類轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因，本發(fā)明進(jìn)一步涉及它們在調(diào)控植物原花青素合成中的應(yīng)用，屬于MYB類轉(zhuǎn)錄因子及其應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)觀察表明苦蕎制品具有降血糖、降血脂、冠心病、抗癌、抗衰老等藥用療效，這些生物活性與苦蕎中生物類黃酮抗氧化能力密切相關(guān)。原花青素是苦蕎重要的黃酮次生代謝產(chǎn)物，其分子結(jié)構(gòu)中的多電子酚羥基結(jié)構(gòu)，使之具有較強(qiáng)的生理活性，在保健食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域中被廣泛使用。

MYB是植物體內(nèi)最大的轉(zhuǎn)錄因子家族，是一類DNA結(jié)合蛋白，具有高度保守的DNA結(jié)合域-MYB結(jié)構(gòu)域，由51～52個(gè)氨基酸構(gòu)成。根據(jù)MYB結(jié)構(gòu)域達(dá)到個(gè)數(shù)可將MYB轉(zhuǎn)錄因子分為4類，即：R1-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB和4R-MYB。MYB類轉(zhuǎn)錄因子廣泛參與調(diào)控植物的生長發(fā)育過程，對次生代謝等具有重要調(diào)控作用。MYB轉(zhuǎn)錄因子基因在植物基因組數(shù)量龐大，是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一。目前研究發(fā)現(xiàn)，盡管已有很多MYB基因的功能已被證明，如參與次生代謝調(diào)控、環(huán)境與激素脅迫的應(yīng)答、器官發(fā)育等，但是這些研究進(jìn)展主要集中在模式植物擬南芥中。前人在蘋果、櫻桃、桃子、梨子、梨、覆盆子、草莓中均發(fā)現(xiàn)分離出多個(gè)與花青素合成有關(guān)的MYB轉(zhuǎn)錄因子，說明該類轉(zhuǎn)錄因子廣泛參與植物中花青素通路的生物合成。原花青素物質(zhì)合成途徑作為植物的最重要的天然活性產(chǎn)物生成通路之一，在植物中環(huán)境適應(yīng)適應(yīng)和調(diào)控下游相關(guān)基因的應(yīng)答上發(fā)揮重要作用。

但是，目前在苦蕎中黃酮類化合物的代謝調(diào)控機(jī)理尚不清晰，關(guān)于原花青素類物質(zhì)合成和調(diào)控機(jī)制的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的之一是提供從苦蕎分離的與原花青素類物質(zhì)合成相關(guān)的MYB類轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因。

本發(fā)明目的之二是提供含有上述編碼基因的重組表達(dá)載體以及含有該重組表達(dá)載體的宿主細(xì)胞。

本發(fā)明目的之三是將所述的轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因應(yīng)用于調(diào)控植物原花青素類物質(zhì)合成等方面。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了從苦蕎分離得到了MYB類轉(zhuǎn)錄因子FtMYB43，其氨基酸為(a)或(b)所示：

(a)、SEQ ID No.1所示的氨基酸；或

(b)、將SEQ ID No.1所示的氨基酸通過一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基的替換、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有調(diào)控原花青素合成功能或活性的蛋白變體。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了MYB類轉(zhuǎn)錄因子的編碼基因，其多核苷酸序列為(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：

(a)、SEQ ID No.2所示的多核苷酸序列；或

(b)、編碼SEQ ID No.1所示氨基酸序列的多核苷酸序列；或

(c)、與SEQ ID NO.2的多核苷酸序列的互補(bǔ)序列在嚴(yán)謹(jǐn)雜交條件能夠進(jìn)行雜交的多核苷酸序列，該多核苷酸序列所編碼蛋白質(zhì)仍具有調(diào)控原花青素合成功能；或