本发明专利技术公开了一种秋葵类胡萝卜素生物合成关键酶蛋白AePDS及其编码基因在提高植物类胡萝卜素含量和耐盐性、抗旱性中的应用。本发明专利技术提供的蛋白，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗逆性相关的由序列SEQ ID NO.2衍生的蛋白质。实验证明，将所述蛋白的编码基因导入拟南芥中，转基因拟南芥中类胡萝卜素含量显著提高，同时提高转基因拟南芥植株的耐盐性和抗旱性。因此，类胡萝卜素生物合成和耐盐抗旱相关蛋白AePDS及其编码基因在调控植物类胡萝卜素生物合成以及耐盐抗旱性中具有重要的理论意义和实用价值；本发明专利技术将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。
【技术实现步骤摘要】
秋葵类胡萝卜素生物合成和抗逆性相关蛋白AePDS及其编码基因与应用
本专利技术属于生物
，具体涉及秋葵类胡萝卜素生物合成和耐盐抗旱相关蛋白AePDS及其编码基因与应用。
技术介绍
秋葵含有丰富的蛋白质、游离氨基酸、类胡萝卜素、各类维生素和磷、铁、钾、钙等矿质元素及由果胶和多糖等组成的粘性物质，具有多种保健功能，深受广大消费者欢迎。在动物中，类胡萝卜素物质也起着尤为重要的作用，但动物自身不能合成类胡萝卜素，只能从日常饮食中摄取。研究表明，类胡萝卜素与人类的身体健康有着密切的关联，是人类饮食结构中不可缺少的营养物质，在猝灭自由基、增加人体免疫力、预防心脑血管疾病和预防癌症、眼睛保护等方面具有非常重要的作用。β-胡萝卜素是人类及动物体内维生素A合成的前体。叶黄素和玉米黄质是人体视网膜黄斑的主要构成成分，可以预防老年人群中由黄斑病变所引起的失明。叶黄素和玉米黄质还具有消除自由基、抗衰老、抗癌和抗心血管疾病等作用，对人体健康非常有意义。高等植物中类胡萝卜素的合成起始于异戊二烯焦磷酸(IPP)途径。三个IPP分子和一个二甲基丙烯基焦磷酸(DMAPP)分子在牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)合酶(GGPS)催化下缩合形成C20GGPP。GGPP是多种物质生物合成的共同前体，是形成植物类胡萝卜素最直接的前体。2个GGPP分子在八氢番茄红素合成酶(PSY)作用下缩合形成一个C40八氢番茄红素。八氢番茄红素在八氢番茄红素脱氢酶(PDS)、ζ-胡萝卜素脱氢酶(ZDS)和类胡萝卜素异构酶(CRTISO)3个酶共同催化下形成番茄红素。番茄红素经过两次番茄红素β-环化酶(LCYB)环化作用生成β-胡萝卜素；番茄红素在LCYB和番茄红素ε-环化酶(LCYE)环化形成α-胡萝卜素。α-胡萝卜素经过一步β-胡萝卜素羟化酶(BCH)羟化反应生成β-隐黄质，再经过一步BCH羟化反应形成玉米黄质。α-胡萝卜素经过BCH和ε-胡萝卜素羟化酶(ECH)两步羟化反应生成叶黄素。世界上存在大面积的盐渍化的土地。据统计，全世界共有8亿hm2盐碱地，在灌溉地区还有占耕地面积33％的次生盐渍化土地，土壤的盐溃化严重影响现代农业的发展。就我国而言，在全国18亿亩耕地中有近十分之一的次生盐溃化土地，另外还有2000万hm2盐碱荒地。一般来说，盐浓度在0.2％-0.5％会影响作物的生长，但是盐碱地的盐分大都在0.6％-10％。大面积的盐渍化土地的存在严重影响了粮食生产，成为限制农业生产的主要因素。因此，克隆秋葵类胡萝卜素生物合成关键基因AePDS，利用基因工程技术提高植物类胡萝卜素含量，同时改良植物耐盐性和抗旱性，培育高类胡萝卜素含量的秋葵新品种是改良秋葵营养保健功效的重要途径。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种与秋葵类胡萝卜素积累和抗逆性相关蛋白及其编码基因和应用。本专利技术所提供的与秋葵类胡萝卜素合成和耐盐抗旱相关蛋白，名称为AePDS，来源于秋葵(Abelmoschusesculentus)，是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由序列表中SEQIDNO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中SEQIDNO.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关的由SEQIDNO.2衍生的蛋白质。所述的SEQIDNO.2由561个氨基酸残基组成。编码上述蛋白的基因也属于本专利技术的保护范围。所述基因是如下(a1)或(a2)或(a3)或(a4)所示的DNA分子：(a1)编码区包括序列表中如SEQIDNO.1所示核苷酸序列的DNA分子；(a2)核苷酸序列是序列表中如SEQIDNO.1所示的DNA分子；(a3)在严格条件下与(a1)或(a2)限定的DNA序列杂交且编码与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关蛋白的DNA分子；(a4)与(a1)或(a2)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或者至少具有99％同源性且编码与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关蛋白的DNA分子。所述的SEQIDNO.1由1686个碱基组成，其开放阅读框(ORF)为自5′末端起第1位-第1686位碱基，编码的氨基酸序列是序列表中SEQIDNO.2所示的蛋白。上述的严格条件可为用6×SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。含有编码上述蛋白的DNA分子或上述基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组微生物也属于本专利技术的保护范围。所述重组表达载体是在载体pCBGUS的多克隆位点间插入所述编码基因得到的重组表达载体；所述载体pCBGUS是通过包括如下步骤的方法得到的：(1)将pCAMBIA1301载体经过HindIII和EcoRI双酶切，回收载体大片段；(2)将pBI121载体经过HindIII和EcoRI双酶切，回收包含gusA基因的片段；(3)将步骤(1)中回收的载体大片段与步骤(2)中回收的包含gusA基因的片段连接，得到重组载体pCBGUS。所述pCAMBIA1301载体购自CAMBIA公司；所述pBI121载体购自Clontech公司。扩增上述DNA分子全长或其任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围。所述引物对为如下所示：GSP-1：5’-CAGACGTTCTACCTGCACCC-3’GSP-2：5’-GTTTTCCCAGTCACGAC-3’GSP-3：5’-AGCATTCGTGGGATCAAGTC-3’GSP-4：5’-CTCACCACCCAGCGATTCAA-3’GSP-5：5’-ATGAGTCTTTCTGGGAGTGTTTCT-3’GSP-6：5’-TCAGTGTCTGCTTGCTCCAG-3’如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)的应用也是本专利技术保护的范围：(b1)上述蛋白质，或，上述基因，或，含有上述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在调控植物中类胡萝卜素含量中的应用；(b2)上述蛋白质，或，上述基因，或，含有上述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，培育类胡萝卜素含量改变的转基因植物中的应用；(b3)上述蛋白质，或，上述基因，或，含有上述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在调控植物抗逆性中的应用；(b4)上述蛋白质，或，上述基因，或，含有上述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在培育抗逆性改变的转基因植物中的应用。上述的抗逆性改变具体为耐盐性和/或抗旱性提高；上述的调控植物抗逆性具体为提高植物耐盐性和/或抗旱性。上述的调控植物中类胡萝卜素含量具体为提高植物中类胡萝卜素的含量；上述的植物中类胡萝卜素含量改变具体为类胡萝卜素含量提高。本专利技术的另一个目的是提供一种培育类胡萝卜素含量和/或抗逆性高的转基因植物的方法。本专利技术所提供的培育类胡萝卜素含量和/或抗逆性高的转基因植物的方法，为提高目的植物中上述蛋白质的含量或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的类胡萝卜素含量和/或抗逆性高于所述目的植物。上述提高目的植物中上述蛋白质的含量或活性为提高目的植物中编码上述蛋白质的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蛋白，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.一种蛋白，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中SEQIDNO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中SEQIDNO.2所示的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关的由SEQIDNO.2衍生的蛋白质。2.编码权利要求1所述蛋白的基因。3.如权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因是如下(a1)-(a4)中任何一种的DNA分子：(a1)编码区包括序列表中如SEQIDNO.1所示核苷酸序列的DNA分子；(a2)核苷酸序列是序列表中如SEQIDNO.1所示的DNA分子；(a3)在严格条件下与(a1)或(a2)限定的DNA序列杂交且编码与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关蛋白的DNA分子；(a4)与(a1)或(a2)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或者至少具有99％同源性且编码与植物类胡萝卜素积累和抗逆性相关蛋白的DNA分子。4.含有权利要求2或3所述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。5.(b1)或(b2)或(b3)或(b4)的应用：(b1)权利要求1所述蛋白质，或，权利要求2所述基因，或，含有权利要求2或3所述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在调控植物中类胡萝卜素含量中的应用；(b2)权利要求1所述蛋白质，或，权利要求2所述基因，或，含有权利要求2或3所述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在培育类胡萝卜素含量改变的转基因...
【专利技术属性】
技术研发人员：王飞兵，陈新红，叶玉秀，周青，张毅，吴雨，王立辉，戚名扬，赵慧云，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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