[發明專利]人參PgRb1-057-001基因及其應用

在審

• 申請號: 202210218711.0
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114736910A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張美萍;王義;姜悅;李俐;王康宇;趙明珠;王艷芳;陳屏
• 申請（專利權）人: 吉林農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/06;A01H6/00
• 代理公司: 長春市東師專利事務所 22202
• 代理人: 張鐵生;郭小茜

本發明公開了一種PgRb1?057?001基因，它的堿基序列如序列表SEQ ID NO.1所示；PgRb1?057?001基因在提高人參皂苷Rb1方面的應用；本發明將超量表達PgRb1?057?001基因陽性發狀根單根系擴繁，在轉基因陽性發狀根中Rb1含量出現顯著變化，Rb1含量增加，最高達到9.25 mg/g；表明PgRb1?057?001基因的超表達對人參皂苷Rb1的生物合成有促進作用，同時控制Rb1皂苷生物合成。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，具體涉及人參PgRb1-057-001基因及其應用。

背景技術

人參(Panax ginseng. C. A. Meyer)是五加科人參屬多年生植物，是吉林省特色植物資源，長期作為藥材、膳食補充劑、功能性食品等被廣泛應用并消費，因而成為了最暢銷的貿易商品之一。人參皂苷是人參中主要的有效藥用成分，人參皂苷屬于三萜類物質，根據碳骨架結構和糖苷的數量可分為達瑪烷型人參皂苷、齊墩果烷型人參皂苷和奧克梯隆型人參皂苷，其中達瑪烷型人參皂苷又可分為原人參二醇型 (Protopanaxdio, PPD)人參皂苷和原人參三醇型 (Protopanaxatriol, PPT)人參皂苷。目前，在人參中已鑒定出了40多種單體皂苷，在眾多單體皂苷中，人參皂苷Rb1含量最高，它是原人參二醇型人參皂苷，已有研究證實人參皂苷Rb1在多種疾病的治療及日常保健中具有重要作用。

人參皂苷Rb1的生物合成由甲羥戊酸合成途徑的2,3-氧化鯊烯合成后的分支點開始，在達瑪烯二醇合酶的催化下環化形成達瑪烯二醇，以達瑪烯二醇為分支點，有兩條合成途徑可以分別合成人參皂苷 Rb1：①以達瑪烯二醇為底物在 糖基轉移酶催化下合成攜帶糖苷的達瑪烯二醇，在細胞色素單加氧酶與原人參二醇合酶的催化下形成人參皂苷 CK，然后在糖基轉移酶的催化下形成人參皂苷 F2，隨后又進行一次糖基化修飾形成人參皂苷Rd，再經過一次糖基化修飾合成人參皂苷 Rb1；②以達瑪烯二醇為底物，在細胞色素單加氧酶和原人參二醇合成酶的作用下形成原人參二醇，在經過三次糖基化修飾后分別合成人參皂苷 Rh2、Rg3、Rd，再以 Rd 為作用底物，經過糖基轉移酶的糖基化修飾合成人參皂苷Rb1。

人參生長周期長，一般 4-5 年，而且遺傳轉化后的再生植株栽培難度大，很難在短時間內通過遺傳轉化植株再生途徑進行基因的功能驗證。植物細胞和組織培養是生產人參皂苷的有效途徑。發狀根、不定根及懸浮細胞是人參組織培養常用的三種材料。一般情況下，發狀根是由發根農桿菌侵染外植體產生的，在添加吲哚丁酸 (1h-indole-3-butanoicacid, IBA) 的 MS 培養基中培養愈傷組織，即形成不定根。發狀根和不定根由于其穩定的生物量積累和較高的人參皂苷產量而具有更大優勢。目前，人參不定根已實現規模化的培養，不但人參皂苷產量高，且安全性好。

基因的遺傳轉化超表達是廣泛用于驗證基因功能的重要方法之一。人參不定根具有遺傳背景清晰、培養周期短、培養不受季節限制、自動化程度高、成本低等優點，逐漸成為人參遺傳轉化、誘導子調控、脅迫處理等首選的實驗材料。人參發狀根具有生長快、激素自養的特點，更重要的是與人參根一樣有皂苷生物合成的功能因而可以作為基因功能驗證表型檢測的實驗材料。

發明內容

本發明目的是提供人參PgRb1-057-001基因及其應用。

PgRb1-057-001基因，它的堿基序列如序列表SEQ ID NO.1所示。

PgRb1-057-001基因在提高人參皂苷Rb1方面的應用。