用于制备β-苦味酸的基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了用于制备β-苦味酸的基因及其应用。本发明专利技术所提供的用于制备β-苦味酸的基因及其应用中，用于制备β-苦味酸的基因为基因组合物，所述组合物由苦味酸合成相关基因1和苦味酸合成相关基因2组成；所述苦味酸合成相关基因1是核苷酸序列为序列表中SEQ ID No.1的DNA分子或核苷酸序列为序列表中SEQ ID No.1的第301-1245位核苷酸所示的DNA分子；所述苦味酸合成相关基因2是核苷酸序列为序列表中SEQ ID No.2的DNA分子或核苷酸序列为序列表中SEQ ID No.2的第301-1227位核苷酸所示的DNA分子。

【技术实现步骤摘要】
用于制备β-苦味酸的基因及其应用
本专利技术涉及生物
中用于制备β-苦味酸的基因及其应用。
技术介绍
啤酒花(HumuluslupulusL.)，也称作忽布、蛇麻花等，是二倍体(2n＝20)，属于蔷薇目大麻科葎草属蛇麻种，是多年生攀缘草本植物，雌雄异株，雌花是由苞片复瓦状排列形成球果状花序，长3-4厘米，内层苞片下面生有大量黄色腺体腺毛。啤酒花雌花主要用于酿造啤酒,是啤酒特有香味和苦味的主要来源，通常被认为是啤酒酿造的“绿色黄金”。2010年全球的啤酒销售额是5850亿美元，预计2015销售总额会达到6300亿美元(https://uk.finance.yahoo.com/news/global-beer-industry-000000008.html)，无论是国内国外，啤酒销售市场仍在不断的扩大。啤酒爽口不爽口，很大程度上取决于啤酒花风味品质(其它因素还包括大麦芽和酵母菌株等)。啤酒花作为重要的经济作物而在我国中西部地区(新疆、甘肃、内蒙等地)有大面积种植，是当地农民的主要经济来源。我国啤酒花当前存在的主要生产问题是酒花品种单一，风味品质较差，高档啤酒制造所需酒花仍需要进口，仅在2008年我国就进口了总价值5千万美元的啤酒花。啤酒花风味品质主要是由一些酒花特有的次生代谢物(萜类，苦味酸，黄腐醇)的含量及比例决定的，这些化合物生物合成和积累主要是在啤酒花腺体腺毛中完成。啤酒花香味主要来源于其精油成分，主要包括单萜(月桂烯Myrcene)和倍半萜(石竹烯Caryophyllene和啤酒花烯Humulene)等。啤酒花苦味主要来源于苦味酸(分为α-苦味酸、β-苦味酸两类)，其中α-苦味酸是含有两个异戊烯基团的芳香类化合物的总称(α-苦味酸在啤酒酿造过程中异构化产生苦味物质)，β-苦味酸的成分则是含有三个异戊烯基团芳香类化合物。苦味酸也表现出很好的药用前景，如防止肝脏星形细胞纤维化，诱导肿瘤细胞凋亡，调控人体脂类代谢平衡等功效。黄腐醇和苦味酸的这一系列功效也是当下比较认同“适量饮用啤酒有益健康”的理论基础，从某种意义上啤酒中黄腐醇和苦味酸有些像红葡萄酒中白藜芦醇(Resveratrol)的功效。但是，啤酒中的苦味酸含量很低，而为达到保健功效成人需每天至少摄入150毫克左右，如何在不增加生产成本(加大啤酒花的使用量理论上可行，但很不经济)的情况下增加啤酒中苦味酸含量是一个比较棘手的实际生产问题。因此提高啤酒花中苦味酸含量也是啤酒花育种行业不断追求的目标之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何制备β-苦味酸。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了用于制备β-苦味酸的基因组合物(成套基因)。本专利技术所提供的用于制备β-苦味酸的基因组合物，所述组合物为组合物X或组合物Y；所述组合物X由苦味酸合成相关基因1和苦味酸合成相关基因2组成；所述组合物Y由所述苦味酸合成相关基因1、所述苦味酸合成相关基因2和Z组成；所述Z为短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2基因、短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL4基因和苯戊酮合成酶基因中的三种、两种或一种；所述苦味酸合成相关基因1编码苦味酸合成相关蛋白1；所述苦味酸合成相关蛋白1为下述X1a)或X1b)的蛋白质：X1a)C端至少含有序列表中SEQIDNo.11的第141-414位氨基酸序列，并且从SEQIDNo.11的第141位开始、按照SEQIDNo.11的氨基酸序列向SEQIDNo.11的N端延长，得到长度为274-414个氨基酸的任意一个蛋白质；X1b)在X1a)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由X1a)衍生的蛋白质；所述苦味酸合成相关基因2编码苦味酸合成相关蛋白2；所述苦味酸合成相关蛋白2为下述Y1a)或Y1b)的蛋白质：Y1a)C端至少含有序列表中SEQIDNo.12的第101-408位氨基酸序列，并且从SEQIDNo.12的第101位开始、按照SEQIDNo.12的氨基酸序列向SEQIDNo.12的N端延长，得到长度为308-408个氨基酸的任意一个蛋白质；Y1b)在Y1a)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由Y1a)衍生的蛋白质；所述短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2为下述H1)或H2)的蛋白质：H1)氨基酸序列为SEQIDNo.3的蛋白质；H2)在SEQIDNo.3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有短侧链酯酰辅酶A连接酶功能的由H1)衍生的蛋白质；所述短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL4为下述K1)或K2)的蛋白质：K1)氨基酸序列为SEQIDNo.13的蛋白质；K2)在SEQIDNo.13所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有短侧链酯酰辅酶A连接酶功能的由K1)衍生的蛋白质；所述苯戊酮合成酶为下述I1)或I2)的蛋白质：I1)氨基酸序列为SEQIDNo.4的蛋白质；I2)在SEQIDNo.4所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有苯戊酮合成酶功能的由H1)衍生的蛋白质。上述基因组合物中，所述基因组合物中各组分可独立包装，也可包装在一起。上述基因组合物具体可为权利要求2-6的用于制备β-苦味酸的基因组合物。上述基因组合物中，本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的苦味酸合成相关基因1或苦味酸合成相关基因2的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的苦味酸合成相关基因1或苦味酸合成相关基因2的核苷酸序列75％或者更高同一性、且编码所述苦味酸合成相关蛋白1或所述苦味酸合成相关蛋白2，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的SEQIDNo.1或SEQIDNo.2具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述基因组合物中，所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。上述基因组合物中，序列表中SEQIDNo.1所示的DNA分子(苦味酸合成相关基因1)编码氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.11的蛋白质(苦味酸合成相关蛋白1)，序列表中SEQIDNo.2所示的DNA分子(苦味酸合成相关基因2)编码氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.12的蛋白质(苦味酸合成相关蛋白2)，序列表中SEQIDNo.5所示的DNA分子(短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2基因)编码氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.3的蛋白质(短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2)，序列表中SEQIDNo.6所示的DNA分子(苯戊酮合成酶基因)编码氨基酸序列为序列表中SEQI本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备β‑苦味酸的基因组合物，所述组合物为组合物X或组合物Y；所述组合物X由苦味酸合成相关基因1和苦味酸合成相关基因2组成；所述组合物Y由所述苦味酸合成相关基因1、所述苦味酸合成相关基因2和Z组成；所述Z为短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2基因、短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL4基因和苯戊酮合成酶基因中的三种、两种或一种；所述苦味酸合成相关基因1编码苦味酸合成相关蛋白1；所述苦味酸合成相关蛋白1为下述X1a)或X1b)的蛋白质：X1a)C端至少含有序列表中SEQ ID No.11的第141‑414位氨基酸序列，并且从SEQ ID No.11的第141位开始、按照SEQ ID No.11的氨基酸序列向SEQ ID No.11的N端延长，得到长度为274‑414个氨基酸的任意一个蛋白质；X1b)在X1a)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由X1a)衍生的蛋白质；所述苦味酸合成相关基因2编码苦味酸合成相关蛋白2；所述苦味酸合成相关蛋白2为下述Y1a)或Y1b)的蛋白质：Y1a)C端至少含有序列表中SEQ ID No.12的第101‑408位氨基酸序列，并且从SEQ ID No.12的第101位开始、按照SEQ ID No.12的氨基酸序列向SEQ ID No.12的N端延长，得到长度为308‑408个氨基酸的任意一个蛋白质；Y1b)在Y1a)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由Y1a)衍生的蛋白质；所述短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2为下述H1)或H2)的蛋白质：H1)氨基酸序列为SEQ ID No.3的蛋白质；H2)在SEQ ID No.3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有短侧链酯酰辅酶A连接酶功能的由H1)衍生的蛋白质；所述短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL4为下述K1)或K2)的蛋白质：K1)氨基酸序列为SEQ ID No.13的蛋白质；K2)在SEQ ID No.13所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有短侧链酯酰辅酶A连接酶功能的由K1)衍生的蛋白质；所述苯戊酮合成酶为下述I1)或I2)的蛋白质：I1)氨基酸序列为SEQ ID No.4的蛋白质；I2)在SEQ ID No.4所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有苯戊酮合成酶功能的由H1)衍生的蛋白质。...

【技术特征摘要】
1.用于制备β-苦味酸的基因组合物，所述组合物为组合物X或组合物Y；所述组合物X由苦味酸合成相关基因1和苦味酸合成相关基因2组成；所述组合物Y由所述苦味酸合成相关基因1、所述苦味酸合成相关基因2和Z组成；所述Z为短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2基因、短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL4基因和苯戊酮合成酶基因中的三种、两种或一种；所述苦味酸合成相关基因1编码苦味酸合成相关蛋白1；所述苦味酸合成相关蛋白1为氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.11的第101-414位氨基酸的蛋白质；所述苦味酸合成相关基因2编码苦味酸合成相关蛋白2；所述苦味酸合成相关蛋白2为下述D2a）-D5a）的蛋白质中的任意一种：D2a）氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.12的第101-408位氨基酸的蛋白质；D3a）氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.12的第81-408位氨基酸的蛋白质；D4a）氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.12的第41-408位氨基酸的蛋白质；D5a）氨基酸序列为序列表中SEQIDNo.12的第61-408位氨基酸的蛋白质；所述短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL2为氨基酸序列为SEQIDNo.3的蛋白质；所述短侧链酯酰辅酶A连接酶CCL4为氨基酸序列为SEQIDNo.13的蛋白质；所述苯戊酮合成酶为氨基酸序列为SEQIDNo.4的蛋白质。2.根据权利要求1所述的基因组合物，其特征在于：所述苦味酸合成相关蛋白1的编码基因为核苷酸序列为序列表中SEQIDNo.1的第301-1245位核苷酸所示的DNA分子；所述苦味酸合成相关蛋白2的编码基因为下述D22）-D55）中的任一种DNA分子：D22）核苷酸序列为序列表中SEQIDNo.2的第301-1227位核苷酸所示的DNA分子；D33）核苷酸序列为序列表中SEQIDNo.2的第241-1227位核苷酸所示的DNA分子；D44）核苷酸序列为序列表中SEQIDNo.2的第121-1227位核苷酸所示的DNA分子；D55）核苷酸序列为序列表中SEQIDNo.2的第181-1227位核苷酸所示的DNA分子。3.与权利要求1或2所述用于制备β-苦味酸的基因组合物相关的遗传材料，为下述E1）至E5）中的任一种：E1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，李好勋，覃浩，班兆男，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11