拟南芥PHO1；H10蛋白及其编码基因在调控植物叶片花青素合成中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种拟南芥PHO1；H10蛋白及其编码基因在调控植物叶片花青素合成中的应用。AtPHO1；H10基因突变体植株叶片中花青素合成、转运和相关调控基因的相对表达量低于野生型，花青素含量也明显低于野生型。ATPHO1；H10基因过表达植株中叶片中花青素合成、转运和相关调控基因相对表达量高于野生型，花青素含量也高于野生型。ATPHO1；H10基因补偿体植株中花青素合成、转运和相关调控基因的相对表达量高于突变体，花青素含量也高于突变体。可以通过调控植株中AtPHO1；H10基因的表达量，调控植株花青素含量，从而改善植株营养品质。本发明专利技术为提高植物花青素含量提供了一种新的途径，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】
拟南芥PHO1；H10蛋白及其编码基因在调控植物叶片花青素合成中的应用
本专利技术涉及拟南芥PHO1；H10蛋白及其编码基因在调控植物叶片花青素合成中的应用。
技术介绍
花青素是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性黄酮类化合物，负责高等植物花、果实和叶子着色，使其呈现红色到紫色范围内的颜色。花青素在多种生理过程中发挥着重要的作用，例如作为视觉吸引剂诱导昆虫授粉，作为营养组织中的光保护屏，保护植株免受紫外辐射和压力损害，并且还起到抗昆虫攻击和病原体感染的抗微生物剂的作用。此外花青素具有潜在的抗氧化活性、保护心血管和增进视力等作用，有益于人类营养健康。在农业生产中，花青素是构成花瓣、果实和种子的主要色素之一，植物的营养和品质与花青素含量有着密切的关系，比如水果中花青素的存在主要决定果实的外部品质，这是消费者选择购买的重要考虑因素，研究花青素合成相关的功能基因对于提高植物营养品质,药用价值和基因工程改良花色有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供拟南芥PHO1；H10蛋白及其编码基因在调控植物叶片花青素合成中的应用。PHO1；H10蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)：(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；(a2)将序列表中序列1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/或添加且与植物花青素合成相关的由其衍生的蛋白质；(a3)来源于拟南芥且与(a1)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且与植物花青素合成相关的蛋白质。PHO1；H10基因为编码PHO1；H10蛋白的基因。PHO1；H10基因为如下(b1)或(b2)或(b3)：(b1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；(b2)来源于拟南芥且与(b1)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％或至少具有99％以上同一性且编码所述蛋白质的DNA分子；(b3)在严格条件下与(b1)限定的核苷酸序列杂交且编码所述蛋白质的DNA分子。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。本专利技术提供了一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物导入PHO1；H10基因，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素含量增高。在强光照射下，与所述受体植物相比，所述转基因植物的花青素含量增高。PHO1；H10基因具体可通过重组表达载体导入受体植物。重组表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到受体植物中。可用现有的植物表达载体构建含有PHO1；H10基因的重组表达载体。构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此外，构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物进行鉴定及筛选，可对所用表达载体进行加工，如加入在植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。从转基因安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以表型筛选转化植物。所述植物表达载体具体可为载体pCAMBIA1300。本专利技术还保护PHO1；H10蛋白的应用，为如下(c1)或(c2)或(c3)：(c1)调控植物花青素合成；(c2)调控植物花青素含量；(c3)促使植物的花青素含量增高。促使植物的花青素含量增高具体可为促使强光照射下植物的花青素含量增高。本专利技术还保护一种植物育种方法，包括如下步骤：增加植物中PHO1；H10蛋白的含量和/或活性，从而使植物的花青素含量增高。植物的花青素含量增高具体可为强光照射下植物的花青素含量增高。本专利技术还保护一种植物育种方法，包括如下步骤：抑制植物中PHO1；H10基因的表达，从而促使植物的花青素含量降低。植物的花青素含量降低具体可为强光照射下植物的花青素含量降低。本专利技术还保护一种植物育种方法，包括如下步骤：降低植物中PHO1；H10蛋白的含量和/或活性，从而促使植物的花青素含量降低。植物的花青素含量降低具体可为强光照射下植物的花青素含量降低。本专利技术还保护抑制PHO1；H10基因表达的物质的应用，为促使植物的花青素含量降低。植物的花青素含量降低具体可为强光照射下植物的花青素含量降低。以上任一所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物。以上任一所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述双子叶植物具体可为十字花科植物。所述十字花科植物具体可为拟南芥属植物。所述拟南芥属植物具体可为拟南芥，例如哥伦比亚生态型拟南芥。所述强光的光照强度为500μmol·m-2·s-1以上。经强光照射之后，AtPHO1；H10基因突变体植株叶片中花青素合成、转运和相关调控基因的相对表达量低于野生型，花青素含量也明显低于野生型。经强光照射之后，ATPHO1；H10基因过表达植株中叶片中花青素合成、转运和相关调控基因相对表达量高于野生型，花青素含量也高于野生型。经强光照射之后，ATPHO1；H10基因补偿体植株中花青素合成、转运和相关调控基因的相对表达量高于突变体，花青素含量也高于突变体。结果表明，ATPHO1；H10基因是花青素合成途径的上游调控基因，可以调控花青素合成、转运和相关调控基因的表达水平，具有提高植株在强光照射下的叶片花青素含量的能力，因此可以通过调控植株中AtPHO1；H10基因的表达量，调控植株花青素含量，从而改善植株营养品质。本专利技术为提高植物花青素含量提供了一种新的途径，在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。附图说明图1为重组质粒S1300-AtPHO1；H10的元件示意图。图2为突变体WiscDsLox7H11的T-DNA插入示意图。图3为PHO1；H10基因相对表达量的结果。图4为培养48小时和96小时后的照片。图5为培养48小时和96小时的花青素含量。图6为7个花青素合成途径中的基因的相对表达量。图7为2个花青素转运相关的基因的相对表达量。图8为5个调控花青素合成途径基因的转录因子基因的相对表达量。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物导入编码PHO1；H10蛋白的基因，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素含量增高；/nPHO1；H10蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)：/n(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；/n(a2)将序列表中序列1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/或添加且与植物花青素合成相关的由其衍生的蛋白质；/n(a3)来源于拟南芥且与(a1)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且与植物花青素合成相关的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物导入编码PHO1；H10蛋白的基因，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素含量增高；
PHO1；H10蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)：
(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；
(a2)将序列表中序列1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/或添加且与植物花青素合成相关的由其衍生的蛋白质；
(a3)来源于拟南芥且与(a1)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且与植物花青素合成相关的蛋白质。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述编码PHO1；H10蛋白的基因为如下(b1)或(b2)或(b3)：
(b1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；
(b2)来源于拟南芥且与(b1)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％或至少具有99％以上同一性且编码所述蛋白质的DNA分子；
(b3)在严格条件下与(b1)限定的核苷酸序列杂交且编码所述蛋白质的DNA分子。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物。


4.权利要求1中所述的PHO1；H10蛋白的应用，为如下(c1)或(c2)或(c3)：
(c1)调控植物花青素合成；
(c2)调控植物花青素含量；
(c3)促...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏震，徐文英，达玲玲，宋倩，刘凤霞，张群连，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11