[發(fā)明專利]閩楠PbPLR2基因，其編碼的蛋白和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210692646.5
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN114990081B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 張俊紅;張毓婷;韓瀟;童再康;王倩清
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00;A01H5/06;A01H6/20
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

本發(fā)明屬于植物分子生物學領域，具體涉及閩楠PbPLR2基因，其編碼的蛋白和應用。該基因的cDNA序列全長如SEQ?ID?No.1所示，其編碼蛋白質的氨基酸序列如SEQ?ID?No.2所示。通過根癌農桿菌介導法轉化擬南芥，篩選擬南芥后代植株，并對其進行分子檢測，對擬南芥過表達植株進行木脂素的提取和PbPLR2基因的表達分析，結果表明野生型擬南芥中只檢測到松脂素，而PbPLR2過表達植株中檢測到含量更高的松脂素和落葉松脂素。

技術領域

本發(fā)明屬于植物生物技術領域，涉及閩楠PbPLR2基因，其編碼的蛋白和應用。

背景技術

閩楠(Phoebe?bournei)屬樟科(Lauraceae)楠屬植物，為中國特有珍稀闊葉樹種，為“金絲楠木”原種植物之一，其木材具有極高耐腐性。有研究表明從木材分離的木脂素類化合物，具有抗菌活性，參與植物防御系統(tǒng)，可增強木材耐久性和抗真菌能力。如北美喬柏(Thuja?plicata)心材中提取的木脂素通過清除自由基和螯合亞鐵來干擾真菌氧化還原循環(huán)提高木材耐腐性，南洋杉(Araucaria?araucana)中提取的松脂素和開環(huán)落葉松脂素對木材腐朽菌具有較好抗性。從3種智利柏科心材提取物中分離到開環(huán)落葉松脂素、落葉松脂素和羅漢松脂素等木脂素，均表現(xiàn)出抗DPPH和鐵螯合能力的抗氧化活性，有利于保護木材抵抗腐生真菌的侵染。此外，木脂素的藥理活性具有抗病毒、保肝、抗腫瘤和抗氧化等功效，已在藥用植物中進行了長期研究。例如，從菘藍(Isatis?indigotica)根中分離的落葉松脂素和落葉松脂素苷可有效抑制流感病毒誘導的炎癥反應。這些結果表明木脂素類化合物可作為殺菌劑和氧化抑制劑防止木材腐爛，成為新型木材耐腐劑加以利用，同時具有重要的醫(yī)藥開發(fā)價值。

木脂素的生物合成是一系列苯丙烷類物質的代謝過程。該類化合物起始于苯丙氨酸(Phe)，經由一系列羥化、甲基化和氧化還原反應，生成第一個前體化合物松柏醇，兩分子松柏醇在Dirigent蛋白作用下通過氧化耦合反應生成一分子的松脂素。PLR基因作為木脂素生物合成途徑中的重要限速酶，在大部分植物中松脂素還原酶(Pinoresinol-lariciresinol?reductase，PLR)連續(xù)催化松脂素到落葉松脂素再到異落葉松脂素的兩個還原過程。PLR對8,8'-C原子的任一對映體構型都表現(xiàn)出對映特異性，即用于(+)-松脂素、(+)-落葉松樹脂素和(-)-異落葉松脂素的R,R和S,S用于(-)-松脂素、(-)-落葉松樹脂素和(+)-異落葉松脂素，表明PLR作為還原酶催化兩個還原步驟的復雜性。然而，擬南芥還原酶(AtPrR)例外，它們僅催化還原反應的第一步，因此被命名為松脂醇還原酶(PrR)，其中AtPrR2對松脂素的親和力比落葉松脂素高35倍，而AtPrR1不親和落葉松脂素。雖然已利用基因組對來自不同物種的PLR進行了一定研究，但諸多同工酶仍未被識別。例如，亞麻基因組中存在5個PLR基因，僅2個PLR基因被證實有生物學功能。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了閩楠PbPLR2基因，其編碼的蛋白和應用。

首先，本發(fā)明提供閩楠PbPLR2蛋白，其為：

1)由SEQ?ID?No.2所示的氨基酸組成的蛋白質；或

2)在SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列中經取代、缺失或添加一個或幾個氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白質。

本發(fā)明還提供編碼所述的閩楠PbPLR2蛋白的基因。

優(yōu)選的，所述基因的序列如SEQ?ID?No.1所示。

本發(fā)明還提供含有所述基因的過表達載體，宿主細胞和工程菌。

本發(fā)明還提供所述基因在提高植物積累松脂素和/或落葉松脂素中的用途。

在本發(fā)明一個具體實施方案中，將所述基因轉入植物基因組中，并在轉基因植物中超量表達，提高植物積累松脂素和/或落葉松脂素。