[發(fā)明專利]百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和產(chǎn)品及用途

在審

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• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115125261A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉彬;陳利萍;袁璐;陳小榮;劉柯;楊洋;王挺進;吳素美;肖朵紅;張愛珺
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/10;C12N15/11;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/12;C12P19/18;C12P19/30;C12R1/19
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明提供了一種百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和產(chǎn)品及用途。本發(fā)明首次從百山祖冷杉中克隆得到百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，并確定其核苷酸序列(SEQ ID NO.1)以及氨基酸序列(SEQ ID NO.2)，填補了現(xiàn)有技術(shù)中對百山祖冷杉蔗糖合成酶及其生物合成基因未知的空白，為百山祖冷杉的相關(guān)研究提供了理論和基礎(chǔ)支持。此外，發(fā)明人通過將百山祖冷杉蔗糖合成酶基因重組得到重組載體和工程菌，并且成功純化得到百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，在體外酶活實驗中該酶可將蔗糖和尿苷二磷酸催化合成尿苷二磷酸葡萄糖及其逆向反應，是一種雙向反應酶，在生物合成及其代謝途徑中具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物分子生物學領(lǐng)域，具體而言，涉及一種百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和產(chǎn)品及用途。

背景技術(shù)

百山祖冷杉(Abies beshanzuensis M.H.Wu)起源古老，是第四紀冰川時期的孑遺植物，素有“植物活化石”之稱，耐陰、喜冷濕，分布于百山祖主峰海拔1740-1750m處，是低緯度地區(qū)的冷杉屬等高寒植物在第四紀冰川末期從低海拔向高海拔山體退縮的佐證。百山祖冷杉是國家一級重點保護野生植物，目前，野生成年百山祖冷杉全世界僅存3株，處于極度瀕危狀態(tài)。百山祖冷杉對于其所在植物區(qū)系的發(fā)生和演變具有很高的科研和保護價值。

百山祖冷杉屬于菌根共生型植物，脫離共生關(guān)系難以利用根系吸收利用營養(yǎng)物質(zhì)，糖是菌根共生型植物營養(yǎng)吸收限制的重要因素之一。糖類是植物重要的結(jié)構(gòu)組成、能源物質(zhì)和調(diào)節(jié)根系功能的信號分子，在植物體內(nèi)運輸過程對根系形態(tài)建成至關(guān)重要。蔗糖是碳水化合物從光合作用來源組織轉(zhuǎn)運到庫組織的主要形式，不僅作為植物代謝的能量來源和結(jié)構(gòu)物質(zhì)，同時還作為信號分子調(diào)節(jié)相關(guān)基因，參與植物體內(nèi)眾多生理生化代謝過程。然而，目前關(guān)于百山祖冷杉中蔗糖類合成酶的生物合成基因尚未被分離和鑒定。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，以填補現(xiàn)有技術(shù)對百山祖冷杉中蔗糖類合成酶及其生物合成基因未知的空白。

本發(fā)明第二目的在于提供百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的擴增引物對，可以快速、準確得到百山祖冷杉蔗糖合成酶基因。

本發(fā)明的第三目的在于提供百山祖冷杉蔗糖合成酶及其在生產(chǎn)蔗糖和/或尿苷二磷酸葡萄糖中的應用，填補現(xiàn)有技術(shù)中缺少百山祖冷杉蔗糖合成酶的空白，同時提供該合成酶的工業(yè)應用。

本發(fā)明的第四目的在于提供一種蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖的生產(chǎn)方法，填補現(xiàn)有技術(shù)中缺少可以利用生物技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖方法的空白。

本發(fā)明的第五目的在于提供含有百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的重組載體和工程菌及其應用，為百山祖冷杉蔗糖合成酶的獲取和利用提供更簡便的生物模塊。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，百山祖冷杉蔗糖合成酶基因核苷酸序列如SEQID NO.1所示。

百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的擴增引物對，所述擴增引物對如下：

正向引物為：5’-ATGGTTGCTGCAACGCTGACC-3’(SEQ ID NO.3)；

反向引物為：5’-CTAGTCTGTACTCTTCTCTTCAAT-3’(SEQ ID NO.4)。

一種百山祖冷杉蔗糖合成酶，百山祖冷杉蔗糖合成酶氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

百山祖冷杉蔗糖合成酶在生產(chǎn)蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖中的應用。

一種蔗糖和/或尿苷二磷酸葡萄糖的生產(chǎn)方法，利用上述百山祖冷杉蔗糖合成酶雙向催化蔗糖和尿苷二磷酸，得到蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖。