枸杞基因以及其编码蛋白质、重组载体、及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种枸杞基因以及其编码蛋白质、重组载体、及其用途。所述枸杞基因的氨基酸序列如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示。核苷酸序列如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示。本发明专利技术还公开了含有所述基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系、重组菌或宿主细胞。本发明专利技术还公开了所述的基因在调控花青素合成中的应用，以及一种调控植物中花青素合成的方法。本发明专利技术选用黑枸杞LMH1号与红枸杞Ningqi7号果实转录组测序，分析预测出控制黑枸杞黑色果实性状的主效基因，对研究枸杞花青素合成机制提供了基础。也为基因工程手段改造植物从而提高花青素的含量提供了方向和靶点。的含量提供了方向和靶点。的含量提供了方向和靶点。

【技术实现步骤摘要】
枸杞基因以及其编码蛋白质、重组载体、及其用途
[0001]本申请为申请号为“201810601153.X”、专利技术名称为“枸杞基因以及其编码蛋白质、重组载体、及其用途”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术属于植物基因工程领域，涉及调控花青素合成与代谢的基因AN2，包括该基因的重组质粒、宿主及其应用。

技术介绍

[0003]黑枸杞是我国西北荒漠地区一种特有的野生植物资源。在藏药经典著作《晶珠本草》中黑枸杞是一种传统的中草药，在中国已使用数千年历史，它可用于治疗心脏病、月经不调以及更年期等(J.Zheng等，2011)。黑枸杞植株具有抗旱性和耐盐性的特殊生理特点，能够防止土壤沙化缓解土壤盐渍化程度，这对边缘地区的生态系统和农业都非常重要(H.Zhang等，2007)。在黑枸杞的果实中花青素含量可以达到3.1％。矮牵牛花色素占到总花青素的95％，飞燕草色素和锦葵色素占剩余的5％。对于人类健康，花青素被认为具有抗炎、抗突变、抗癌和抗氧化等功效(C.S.Bowen
‑
Forbes等，2010；L.S.Wang等，2008；G.Mazza.，2007)。药理实验证明，黑枸杞具有抗疲劳、降血糖和抗氧化等功效(W.Feng等，2010；J.H.Wang等，2007)。虽然对其化学成分和药理性质已经进行了研究，但是黑枸杞果实中花青素含量高的分子遗传机制尚不清楚。
[0004]花青素的生物合成途径在模式植物中已有几十年的研究。由于易于观察的特性，花青素合成代谢调控通路是研究得较为清楚的次生代谢通路(林泉，1998)。花青素的合成首先由苯丙氨酸经过三步酶促反应生成香豆酰CoA，1分子的香豆酰CoA和3分子丙二酰CoA在查尔酮合成酶(CHS)催化下生成查尔酮，查尔酮很少积累，在查尔酮异构酶(CHI)的催化下，很快异构化形成柚皮素(黄烷酮)。黄烷酮在类黄酮
‑3‑
羟化酶(F3H)催化下，C环位置3羟化形成二氢黄酮醇。二氢黄酮醇是其它两种酶B环羟化酶即F3'H和F3'5'H的底物。F3H、类黄酮
‑
3'
‑
羟化酶(F3'H)、类黄酮
‑
3',5'
‑
羟化酶(F3'5'H)同属P450超家族。由F3H、F3'H、F3'5'H三种羟化酶所催化反应的产物是合成花色素苷的直接前体。二氢黄酮醇被羟化的程度和位置不同，将决定最终合成的花色素苷的种类，从而决定花、种子、果实的颜色。从二氢黄酮醇转变成花色素苷的反应非常复杂，需要几个不同酶的作用(Johnson等，2001)。ANS是双加氧酶，催化从无色花色素到花色素的转变。不稳定的花色素形成后，进一步糖苷化形成稳定的花色素苷(Mato等，2001)。此外MYB、bHLH和WD40三个转录因子对花青素合成基因具有调控作用之间的关系(Koes等，2005)。一些MYB基因能够调控bHLH转录因子的表达，进而形成一个包含WD40蛋白的复合体。WD40是不是出现在这个启动DFR复合体中还存在些疑问。MYB能够直接结合到DNA上，而bHLH很可能是通过一个假想的结合蛋白与DNA结合。小的R3
‑
MYB很可能能与bHLH蛋白结合，从而阻止其进入转录启动复合体，启动DFR的转录(Zhang等，2014)。
[0005]通过实时聚合酶链式反应，已经对黑枸杞中花青素的积累进行了比较分析，但这
些与花青素合成相关的基因是从叶片转录组数据库中获得(S.Zeng等，2014)，这意味着某些在果实中特异表达的基因应该是被遗漏掉了。此外，宁夏枸杞和黑枸杞在茄科家族中属于不同种类。有必要评价宁夏枸杞和黑枸杞的果实中结构基因的结构差异及其调控因子，并比较它们的转录水平。
[0006]新一代高通量测序已被证明是一个低成本高效率的基因组测序工具，它可用于基因组测序、基因组重测序、miRNA表达谱分析和DNA甲基化分析。最近，新的转录组测序技术被广泛应用于缺乏参考基因组信息的非模式植物中。目前二代高通量转录组测序技术的发展，使得利用转录组数据从未知基因组的物种中分离和鉴定相关基因变得十分便捷和经济。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术公开了枸杞中调控花青素合成与代谢的主效基因、以及包括该基因的重组质粒、宿主及其应用。
[0008]根据本专利技术的一个方面，本专利技术涉及调控黑枸杞黑色果实性状的蛋白质，其氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示的序列。
[0009]根据一个实施方式，本专利技术还提供了一种基因，其编码所述氨基酸序列。优选地，所述核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。
[0010]根据本专利技术的一个方面，本专利技术涉及上述调控黑果枸杞黑色果实性状的基因在红果枸杞中等位基因，其氨基酸序列为SEQ ID NO.1所示的序列。
[0011]根据一个实施方式，本专利技术还提供了一种基因，其编码所述氨基酸序列。优选地，所述核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0012]根据一个实施方式，本专利技术还提供了含有所述DNA片段的重组载体、表达盒、转基因细胞系、重组菌或宿主细胞。优选地，所述宿主细胞不是人或动物的生殖细胞或胚胎干细胞。
[0013]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了所述蛋白质或所述基因在调控花青素合成中的应用。
[0014]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了调控植物中花青素合成的方法，包括将所述的基因转染到植物中，使所述基因在所述植物中进行表达。优选地，所述方法包括构建含所述基因的植物表达载体，用所述构建的表达载体转化植物细胞，以及将所述转化的植物细胞培育成转基因植株。
[0015]优选地，所述方法中用于筛选的引物为:
[0016]正向引物AN2cdsF的序列为TGTTCTTAATGCTACTGATGG，
[0017]反向引物AN2cdsR序列为ATGATGAATACTAGTGTTACTAT。
[0018]本专利技术选用黑枸杞LMH1号与红枸杞Ningqi7号果实转录组测序，分析预测出控制黑枸杞黑色果实性状的主效基因，对研究枸杞花青素合成机制提供了基础。也为基因工程手段改造植物从而提高花青素的含量提供了方向和靶点。
[0019]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0020]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为转录组测序样本黑枸杞LMH1号与红枸杞Ni本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区分枸杞品系的方法，其特征在于，所述枸杞品系包括黑枸杞和红枸杞，所述方法为：检测枸杞品系AN2基因长度及861bp
‑
876bp处碱基序列；所述枸杞品系AN2基因长度为1417bp且861bp
‑
876bp处碱基序列为ATATATATTTTTTTT时，判定所述枸杞品系为红枸杞；所述枸杞...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝龙，张怀刚，宗渊，朱雪冰，曹东，席杏媛，陈文杰，沈裕虎，
申请(专利权)人：中国科学院西北高原生物研究所，
类型：发明
国别省市：