[發明專利]一種紫心甘薯花色素苷合成調控因子IbPDC及其應用

有效

• 申請號: 202211111876.4
• 申請日: 2022-09-13
• 公開（公告）號: CN116102630B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 劉睿;付丹文;雷亞文;黃詠虹
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院南繁種業研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N15/65;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 陳潔娣

本發明公開了一種紫心甘薯花色素苷合成調控因子IbPDC及其應用。本發明以紫心甘薯品系“A5”為實驗材料，克隆了IbbHLH2、IbMYB1或IbWD40的啟動子序列，通過酵母單雜交文庫篩選實驗，獲得了對IbbHLH2、IbMYB1和IbWD40基因均具有調控作用的上游調控因子IbPDC。運用酵母單雜交回轉實驗和雙熒光素酶報告系統檢測證實，IbbHLH2、IbMYB1或IbWD40啟動子與上游調控因子IbPDC之間存在相互作用。本發明在理論上可以豐富和深化植物花色素苷生物合成分子調控的基礎理論，還可望為提高紫心甘薯塊根中色素含量的栽培措施提供新的思路和線索。

技術領域

本發明涉及植物遺傳與變異的分子機制領域，具體涉及一種紫心甘薯花色素苷合成調控因子IbPDC及其應用。

背景技術

調控花色素苷生物合成的轉錄因子主要有三類：MYB、bHLH、WD40。其中MYB類轉錄因子家族是指含有MYB結構域的一類轉錄因子，為植物轉錄因子中最大的家族。MYB轉錄因子家族作為數目最多的一類轉錄因子，對植物的整個生長發育過程發揮了重要的貢獻。它不僅參與了響應植物激素和環境因子的信號轉導過程(Carré?and?Kim,2002)、細胞分化與細胞周期調控(Dubos?et?al.,2010)，而且對植物次生代謝與花色素苷的形成過程(Llewellyn?et?al.,2008)、果皮與果肉的著色(Kobayashi?et?al.,2002)、花瓣葉片及根毛等器官的形態建成(Zhang?et?al.,2009；Schellmann?et?al.,2002)和脅迫響應(Kazukoet?al.,1995；Ambawat?et?al.,2013)等生理過程都具有重要的調節作用。其中調控植物花色素苷的形成是其最主要的功能之一(劉忠麗等，2012)。目前已在不同的植物中進行了MYB轉錄因子基因家族的綜合分析，發現在擬南芥(Arabidopsis?thaliana)中有137個R2R3-MYB；水稻(Oryza?sativa)中95個(Feller?et?al.,2011)；甜橙(Citrus?sinensis)中100個(Liu?et?al.,2014)。

WD40重復蛋白(WD40?repeat?proteins,WDR)是一類具有β螺旋槳蛋白組結構的蛋白，其核心區域由40-60個氨基酸殘基組成；重復的WD40基序可介導蛋白質之間的相互作用，在蛋白質互作時起固定作用(Mishra?et?al.,2012)，而利用酵母雙雜交實驗發現，與WD40蛋白相互作用的配體蛋白主要是MYB和bHLH型轉錄因子(Sompornpailin?et?al.,2002)。WD40蛋白參與了植物中的多種生理過程，主要包括植物非生物脅迫、生長發育和類黃酮的合成(Walker?et?al.,1999；Huang?et?al.,2008；Miller?et?al.,2016)。研究表明，矮牽牛的WD40重復蛋白由AN11編碼，包含有5個WD40重復基序，作用于AN2的上游，調控矮牽牛花色素苷的合成(de?Vetten?et?al.,1997)。在擬南芥中，與矮牽牛AN11轉錄因子高度同源的TTG1(TRANSPARENT?TESTA?GLABRA?1)，可與GL3相互作用，并與PAP1形成三元復合體共同調控擬南芥花色素苷合成途徑中結構基因的時空表達(Brueggemann?et?al.,2010)。玉米的PAC1編碼WD40蛋白，pac1突變體中種子的糊粉層沒有花色素苷的積累(Carey?et?al.,2004)。