一种培育花青苷含量提高的转基因植物的方法技术

本发明专利技术公开了一种培育花青苷含量提高的转基因植物的方法。该方法包括如下步骤：提高受体植物中蛋白质IbDDE的表达量和/或活性，得到转基因植物；与受体植物相比，转基因植物的花青苷含量提高。蛋白质IbDDE的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。实验证明，过表达IbDDE基因能显著促进烟草的花青苷合成。因此，蛋白质IbDDE及其编码基因可以调控植物花青苷含量。本发明专利技术具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种培育花青苷含量提高的转基因植物的方法
本专利技术属于生物
，具体涉及一种培育花青苷含量提高的转基因植物的方法。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的不断提高，紫薯(即紫肉甘薯)的营养价值和保健作用越来越受到人们的重视。紫薯不仅具有普通栽培甘薯的营养成分，而且富含硒、膳食纤维和花青苷。而且紫薯提取色素之后的残渣可酿造酒精、生产淀粉、做饲料等，具有较高的综合利用价值。花青苷是植物体内重要的次级代谢产物，通过细胞质和内质网膜中的酶反应合成，由花青素与糖以糖苷的形式广泛存在于植物液泡中，包括蓝、紫、洋红、红、橙等颜色。花青苷的积累能避免叶片光合系统遭受紫外线、低温及短暂的强光伤害，提高植株抗旱和抗病虫的侵害，吸引昆虫授粉和种子传播。花青苷含有多酚结构，属于天然抗氧化活性物质，可以有效清除自由基，具有较强的抗氧化性，同时能避免人体生物酶系统遭受破坏，并兼具抗突变、抗癌防癌、降血压、软化血管等保健功能。花青苷作为一种天然色素，也被广泛地用作食品添加剂，因此花青苷在食品、保健、作物改良等各方面都有十分重要的应用价值。因此，获得花青苷合成基因以提高植物的花青苷含量是植物品质基因工程的研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高植物的花青苷含量。本专利技术首先保护来源于甘薯的蛋白质IbDDE，可为如下1)或2)或3)或4)：1)氨基酸序列是SEQIDNO:2所示的蛋白质；2)在SEQIDNO:2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；3)将1)或2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的、来源于甘薯且与花青苷含量相关的蛋白质；4)与SEQIDNO:2限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同源性，来源于甘薯且与花青苷含量相关的蛋白质。其中，SEQIDNO:2由393个氨基酸残基组成。为了使1)中的蛋白质便于纯化，可在SEQIDNO:2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1.标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述3)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述3)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述3)中的蛋白质的编码基因可通过将SEQIDNO:1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。本专利技术还保护编码所述蛋白质IbDDE的核酸分子。所述编码蛋白质IbDDE的核酸分子可为(a1)或(a2)或(a3)或(a4)所示的DNA分子：(a1)编码区为SEQIDNO:1所示的DNA分子；(a2)核苷酸序列为SEQIDNO:1所示的DNA分子；(a3)与(a1)或(a2)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同源性，来源于甘薯且编码所述蛋白质IbDDE的DNA分子；(a4)在严格条件下与(a1)或(a2)限定的核苷酸序列杂交，来源于甘薯且编码所述蛋白质IbDDE的DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。其中，SEQIDNO:1由1182个核苷酸组成，SEQIDNO:1的核苷酸编码SEQIDNO:2所示的氨基酸序列。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，对本专利技术的编码所述蛋白质IbDDE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所述蛋白质IbDDE的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码所述蛋白质IbDDE，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编码SEQIDNO:2所示的氨基酸序列组成的蛋白质IbDDE的核苷酸序列具有75％或更高，或80％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。本专利技术还保护含有上述任一所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。所述含有上述任一所述核酸分子的重组载体可为在表达载体的多克隆位点插入SEQIDNO：1所示的DNA分子得到的重组质粒。所述重组载体具体可为重组质粒pCB-IbDDE。重组质粒pCB-IbDDE可为将重组质粒pCBGUS的限制性内切酶BglII和PmlI识别序列间的小片段替换为SEQIDNO.1所示的DNA分子，得到的重组质粒。所述含有上述任一所述核酸分子的重组微生物可为将含有上述任一所述核酸分子的重组载体导入出发微生物得到的重组菌。所述出发微生物可为农杆菌或大肠杆菌。所述农杆菌具体可为根癌农杆菌。所述根癌农杆菌具体可为根癌农杆菌EHA105。所述含有上述任一所述核酸分子的重组微生物具体可为EHA105/pCB-IbDDE。所述EHA105/pCB-IbDDE可为将重组质粒pCB-IbDDE导入农杆菌EHA105，得到的重组农杆菌。本专利技术还保护上述任一所述蛋白质IbDDE、上述任一所述核酸分子或含有上述任一所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在调控植物花青苷含量中的应用。本专利技术还保护上述任一所述蛋白质IbDDE、上述任一所述核酸分子或含有上述任一所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系，在培育花青苷含量改变的转基因植物中的应用。上述任一所述的应用中，所述调控植物花青苷含量可为提高植物花青苷含量。上述任一所述的应用中，所述培育花青苷含量改变的转基因植物可为培育花青苷含量提高的转基因植物。上述任一所述的应用中，所述植物可为如下c1)至c7)中的任一种：c1)双子叶植物；c2)单子叶植物；c3)薯蓣科植物；c4)甘薯；c5)十字花科植物；c6)拟南芥；c7)野生型拟南芥Col-0。本专利技术还保护一种培育转基因植物的方法，可包括如下步骤：提高受体植物中上述任一所述蛋白质IbDDE的表达量和/或活性，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的花青苷含量提高。上述方法中，所述“提高受体植物中上述任一所述蛋白质IbDDE表达量和/或活性”可通过转基因、多拷贝、改变启本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白质IbDDE，为如下1)或2)或3)或4)：/n1)氨基酸序列是SEQ ID NO:2所示的蛋白质；/n2)在SEQ ID NO:2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；/n3)将1)或2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的、来源于甘薯且与花青苷含量相关的蛋白质；/n4)与SEQ ID NO:2限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同源性，来源于甘薯且与花青苷含量相关的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.蛋白质IbDDE，为如下1)或2)或3)或4)：
1)氨基酸序列是SEQIDNO:2所示的蛋白质；
2)在SEQIDNO:2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；
3)将1)或2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的、来源于甘薯且与花青苷含量相关的蛋白质；
4)与SEQIDNO:2限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同源性，来源于甘薯且与花青苷含量相关的蛋白质。


2.编码权利要求1所述蛋白质IbDDE的核酸分子。


3.如权利要求2所述的核酸分子，其特征在于：所述核酸分子为(a1)或(a2)或(a3)或(a4)所示的DNA分子：
(a1)编码区为SEQIDNO:1所示的DNA分子；
(a2)核苷酸序列为SEQIDNO:1所示的DNA分子；
(a3)与(a1)或(a2)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同源性，来源于甘薯且编码权利要求1所述蛋白质IbDDE的DNA分子；
(a4)在严格条件下与(a1)或(a2)限定的核苷酸序列杂交，来源于甘薯且编码权利要求1所述蛋白质IbDDE的DNA分子。


4.含有权利要求2或3所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。


5.b1)或b2)：
b1)权利要求1所述蛋白质IbDDE，或，权利要求2或3所述核酸分子，或，含有权利要求2或3所述核酸分子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟红，刘庆昌，何绍贞，赵宁，张姗姗，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11