[發(fā)明專利]UGT84A1基因在調(diào)控花青素合成上的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310077494.2
• 申請(qǐng)日: 2023-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN115807034B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雪;康俊梅;李明娜;龍瑞才;陳林;王珍;楊青川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所
• 主分類號(hào): C12N15/84
• 分類號(hào): C12N15/84;C12N15/54;A01H5/00;A01H6/54;A01H6/20
• 代理公司: 北京集知天成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11681
• 代理人: 周建

本發(fā)明公開了一種UGT84A1基因在調(diào)控花青素合成方面的應(yīng)用，涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，包括使UGT84A1基因的功能喪失使花青素含量減少，或使UGT84A1基因過表達(dá)使花青素含量升高。本發(fā)明利用UGT84A1基因來(lái)控制植物體中花青素的合成，為提高牧草花青素含量從而改良牧草品質(zhì)提供了有力的技術(shù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種UGT84A1基因在調(diào)控花青素合成上的應(yīng)用。

背景技術(shù)

糖基轉(zhuǎn)移酶是將活性糖轉(zhuǎn)移到不同的受體分子上,?如蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)和小分子物質(zhì)等,?以改變其穩(wěn)定性、溶解性、生物活性和定位等的酶?(Hou?et?al.,?2004;2001)。糖基化是生物體內(nèi)一種普遍的化學(xué)修飾，由糖基轉(zhuǎn)移酶催化，糖基化修飾是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)平衡的重要機(jī)制。糖基轉(zhuǎn)移酶家族中的尿苷二磷酸?(UDP)-糖基轉(zhuǎn)移酶?(UGT)?在糖基化修飾機(jī)制中發(fā)揮最為重要的作用?(Rahimi?et?al.,?2019)。UGT成員在C端具有保守的氨基酸序列,?該序列由44個(gè)氨基酸組成,?被稱為PSPG區(qū)域?(plantsecondary?product?glycosyltransferase),?該序列與UDP的識(shí)別結(jié)合相關(guān),?當(dāng)該區(qū)域突變后,?糖基轉(zhuǎn)移酶活性喪失?(Huang?et?al.,?2021;?Li?et?al.,?2001)。而N端氨基酸序列通常具有多樣性,?被認(rèn)為與底物的識(shí)別有關(guān),?底物通常是帶有-OH、-COOH、-NH2、-SH的分子物質(zhì)?(Lim?and?Bowles,?2004)。UGT成員通常以UDP-糖作為糖供體,?包括UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、UDP-鼠李糖等,?其中UDP-葡萄糖是最常見的糖供體(Lim?and?Bowles,2004)。

花青素是一類水溶性黃酮類物質(zhì)，對(duì)人和動(dòng)物的健康具有重要價(jià)值。研究表明,花青素具有多種生物學(xué)活性,?如抗氧化、抗炎、抗癌等功能,?并能夠預(yù)防心血管疾病(Fairlie-Jones?et?al.,?2017;?Gan?et?al.,?2020;?Reis?et?al.,?2016)。因此花青素具有重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥理價(jià)值，在作物改良中具有重要的研究?jī)r(jià)值。

然后目前，關(guān)于如何從基因水平控制花青素的合成的研究還相對(duì)較少。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)快速培育能夠控制花青素合成的植株，本發(fā)明經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)通過使UGT84A1基因過表達(dá)可以提高植物中花青素含量，使UGT84A1基因功能喪失可以降低植物中花青素含量利用本發(fā)明的方法為提高牧草花青素含量從而改良牧草品質(zhì)提供了有力的技術(shù)支持。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明第一方面提供UGT84A1基因在調(diào)控花青素合成方面的應(yīng)用。

特別是，所述應(yīng)用至少包括B1)至B3)中的任一種：

B1)?通過增加植物中UGT84A1基因的表達(dá)提高花青素的積累；

B2)?通過抑制植物中UGT84A1基因的表達(dá)降低花青素的積累；

B3)?將UGT84A1基因或促進(jìn)UGT84A1基因表達(dá)的生物試劑或抑制UGT84A1基因表達(dá)的生物試劑用于制備調(diào)控植物花青素含量的制劑。

其中，所述植物為十字花科植物或豆科植物。

優(yōu)選的，所述植物為擬南芥或蒺藜苜蓿。

其中，所述通過增加植物中UGT84A1基因的表達(dá)提高花青素的積累是通過基因工程手段增加活性基因的數(shù)量，包括：

將UGT84A1基因連接至過表達(dá)載體并對(duì)宿主細(xì)胞進(jìn)行浸染，所述宿主細(xì)胞能夠浸染植物并將目的基因整合至植物的染色體中。

特別是，所述通過抑制植物中UGT84A1基因的表達(dá)降低花青素的積累是通過基因工程手段使UGT84A1基因功能喪失。