[發明專利]LaMYC7蛋白，其編碼基因及其調控植物萜類合成中的應用

在審

• 申請號: 202210896330.8
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115785240A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 石雷;董燕梅;夏菲;李慧;李靖銳;張文穎;白紅彤
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/82
• 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

本發明公開了LaMYC7蛋白及其編碼基因在調控植物萜類合成中的應用。本發明發現了定位于細胞核的LaMYC7基因，并且發現LaMYC7基因在煙草中過表達表現出芳樟醇和石竹烯含量顯著增加，且增加煙草對丁香假單胞菌的抵抗能力。本發明通過對LaMYC7的分離和基因功能的鑒定分析，確立了LaMYC7正向調控植物中芳樟醇和石竹烯合成從而增加植物對丁香假單胞菌抗性。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及的是薰衣草LaMYC7基因及其在調控植物芳樟醇、石竹烯合成中的應用。

背景技術

植物在其生命周期中受到來自環境的各種壓力，包括生物脅迫(蟲害、病原菌等)和非生物脅迫(鹽、高溫、干旱等)(Suzuki et al.,2014；Chisholm et al.,2006)。植物為了抵抗生長和生存脅迫，進化出了多種防御機制(Atkinson and Urwin，2012)。植物排放的揮發性有機化合物(Volatile OrganicCompounds，VOCs)可作為生物防治的有力武器，為作物病蟲害綠色防控和農業可持續發展提供技術支撐(Brilli et al.,2019)，其中萜類是一類重要的VOCs。植物合成的(-)-羅漢柏烯和β-石竹烯促進側根形成，誘導植物對微生物的抗性(Ditengou et al.,2015；Yamagiwa et al.,2011；Huang et al.,2015)。另外，石竹烯通過JA信號傳導誘導防御反應，增強植物對丁香假單胞菌DC3000的抗性(Frank et al.,2021)。

薰衣草(Lavandula angustifolia)全株含有VOCs，被認為是研究萜類合成調控的模式植物。目前，在薰衣草中有超過75種揮發性萜類被鑒定(et al.,2019；et al.,2019)。

萜類生物合成開始于異戊烯二磷酸(isopentenyl diphosphate，IPP)及其同分異構體二甲基烯丙基二磷酸(dimethylallyl diphosphate，DMAPP)，通過胞質中的甲羥戊酸途徑(MVA)和質體中的2-C-甲基-D-赤蘚糖醇4-磷酸(MEP)途徑合成(Liao et al.,2016)。IPP和DMAPP通過頭頭或頭尾結合形成香葉基二磷酸(geranyl diphosphate，GPP)，焦磷酸橙花酯(neryl pyrophosphate，NPP)或法尼基二磷酸(farnesyl diphosphate，FPP)，然后萜烯合酶(terpene synthases，TPS)將GPP、NPP和FPP轉化為單萜和倍半萜(Dong et al.,2022)。

萜類生物合成受結構基因和轉錄因子(transcription factors，TFs)的調節。TFs通過改變轉錄水平來調節基因表達(Vimolmangkang et al.,2013；Xi et al.,2019)。堿性螺旋-環-螺旋(bHLH)TF在植物生長發育、應激反應和次生代謝物的生物合成中發揮著關鍵作用(Mertens et al.,2016)。MYC家族成員是bHLH TFs(Huang et al.,2015)，其中一些MYCs轉錄因子控制植物中的萜類生物合成(Yang et al.,2012)，例如，CpMYC2和AtMYC2調節擬南芥中石竹烯的合成(Hong et al.,2012；Aslam et al.,2020)，而SlMYC1控制番茄(Solanum lycopersicum)中的萜類化合物排放(Xu et al.,2018)。MYCs轉錄因子已在擬南芥(Hong et al.,2012；Abe et al.,2003)、番茄(Xu et al.,2018)、青蒿(Majida et al.,2019)和其他植物(Aslam et al.,2020；Lenka1 et al.,2015；Yin et al.,2017)中進行了表征，但在薰衣草中僅有LaMYC4被克隆和表征(Dong et al.,2022，現被命名為LaMYC17)。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供LaMYC7蛋白，其編碼基因及其調控植物萜類合成中的應用。