一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种杧果萜烯合成酶基因TPS1，还公开了包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS1的重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS1。以及上述杧果萜烯合成酶基因TPS1、杧果萜烯合成酶、重组表达载体、重组工程菌或重组TPS1在调控牻牛儿基二磷酸和橙花二磷酸合成萜类化合物方面的应用。本发明专利技术针对杧果中功能基因研究基础薄弱的现状，首次从杧果中克隆得到催化牻牛儿基二磷酸和橙花二磷酸底物合成萜类化合物的杧果萜烯合成酶基因TPS1，该基因为杧果萜类化合物合成路径中的关键基因之一，为今后利用基因工程或细胞工程技术在杧果育种中的应用提供了重要的理论依据，具有广阔的应用前景和极大的经济价值。具有广阔的应用前景和极大的经济价值。具有广阔的应用前景和极大的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其应用，尤其是涉及一种杧果中催化萜类化合物合成的杧果萜烯合成酶基因(Terpene synthase 1，TPS1)及其编码蛋白和应用。

技术介绍

[0002]杧果为漆树科杧果属常绿果树，是著名的热带水果，素有“热带国王”之美誉，是我国热区重要的水果产业之一，也是我国热带地区农民的重要经济来源之一。杧果果实外观美丽、香气浓郁、风味佳美，深受消费者喜爱，杧果的香味是芒果风味品质的重要指标，香味物质变化与杧果品质密切相关。随着人民生活水平的不断提高，对农产品品质的要求越来越高，风味品质要求也随之提高。随着资源的进化和品种驯化，杧果果实的某些香味逐渐减退或失去，而且许多杧果在后熟过程中，香味释放不完全，这些都对杧果风味品质产生较大影响，对杧果的商品价值也产生一定影响。香味物质的形成还与产地、栽培管理措施、采收成熟度、贮藏条件，以及品种不同等均有关系。已报道的芒果中挥发性成分约有500多种，其中萜类化合物有150多种，约占总挥发物的28％，是杧果中最丰富的一类挥发性化合物，其在忙果风味形成方面起重要作用。
[0003]萜类化合物是植物次生代谢物中最大的一类，其在植物与环境因子的互作中发挥重要作用，如吸引昆虫传粉、参与植物间接防御反应，也是植物香味的重要成分，还具有重要的药用和保健价值。萜类化合物的生物合成途径通常被分为3个阶段：C5前体异戊烯基二磷酸酯(isopentenyl diphosphate,IPP)及其双键异构体二甲基烯丙基二磷酸酯(dimethylallyl diphosphate,DMAPP)生成阶段；直接前体(法尼基二磷酸Farnesyl Diphosphate,FPP、牻牛儿基二磷酸Geranyl diphosphate，GPP、橙花二磷酸Neryl Diphosphate，NPP、牻牛儿基牻牛儿基二磷酸Geranylgeranyl Diphosphate，GGPP等)生成阶段；萜类生成及修饰阶段(氧化还原、酰化、糖基化等)。其中，前两个阶段已经比较清楚，且为所有的萜类化合物所共享。第三个阶段决定了萜类化合物结构多样性，是植物次生代谢研究的重点领域。杧果中萜类化合物是由萜烯合成酶(TPS)催化形成，但参与其生物合成途径中的相关功能基因均未得以揭示，该基因及其编码的蛋白序列尚不清楚，因此，获得萜烯合成酶基因并进行功能验证，对于了解杧果中萜类香味物质形成意义重大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其编码蛋白和制备方法。
[0005]本专利技术的目的还在于提供一种包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS1的重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS1。
[0006]本专利技术的最后一个目的在于提供上述杧果萜烯合成酶基因TPS1、编码蛋白、重组表达载体、重组工程菌或重组杧果萜烯合成酶TPS1在调控牻牛儿基二磷酸GPP或橙花二磷酸NPP合成萜类化合物方面的应用。
[0007]本专利技术的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种杧果萜烯合成酶基因TPS1，它的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。
[0008]一种杧果萜烯合成酶TPS1，它的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。
[0009]该杧果萜烯合成酶基因TPS1的制备方法，包括以下步骤：将红象牙杧果果肉的总RNA反转录成cDNA，以cDNA为模板，用如SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4所示的引物对进行PCR扩增获得。
[0010]具体的，本专利技术通过红象牙杧果基因组测序结果进行分析，设计一对特异引物(PF正向引物:5
’‑
cgcggcagccatATGGCACTACATCTCTCTAG
‑3’
，和PR反向引物:5
’‑
gtggtggtgctcgagTTAAATGGGATCAATTATTAC
‑3’
，分别如SEQ ID NO：3所示和SEQ ID NO：4所示)，对杧果果肉样品cDNA进行PCR扩增，获得了催化杧果果肉中GPP与NPP合成萜类化合物的功能基因CDS序列(全长1773bp)，TPS1基因的CDS序列具体如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。
[0011]本专利技术的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：一种重组表达载体，包括上述的杧果萜烯合成酶基因TPS1和表达载体。
[0012]优选的，所述表达载体为pET28a。
[0013]具体的，所述重组表达载体为pET28a
‑
TPS1。
[0014]本专利技术还提供了一种重组表达工程菌，将杧果萜烯合成酶基因TPS1构建到表达载体pET28a上，用所得重组表达载体转化BL21(DE3)，筛选阳性菌株构建大肠杆菌工程菌，得到重组表达工程菌。
[0015]本专利技术还提供了一种重组杧果萜烯合成酶TPS1，包括用上述的重组表达载体转化寄主细胞，培养转化体，从培养物中获得杧果重组萜烯合成酶TPS1。
[0016]优选的，所述寄主细胞为大肠杆菌。
[0017]此外，除了重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS1之外，还可以是包括所述杧果萜烯合成酶基因TPS1的表达盒、转基因细胞系等。
[0018]本专利技术的上述最后一个目的可以通过以下技术方案来实现：上述的杧果萜烯合成酶基因TPS1、上述的杧果萜烯合成酶TPS1、上述重组表达载体、上述重组表达工程菌或上述的重组杧果萜烯合成酶TPS1在调控牻牛儿基二磷酸GPP或橙花二磷酸NPP合成萜类化合物方面的应用。
[0019]本专利技术可实现杧果萜烯合成酶基因TPS1、所述基因的编码蛋白(杧果萜烯合成酶TPS1)、含有所述杧果萜烯合成酶基因TPS1的表达盒、重组表达载体、重组表达工程菌、重组杧果萜烯合成酶基因TPS1等在调控TPS合成萜类化合物中的应用之外，还可以在基因工程、细胞工程等生物合成技术中的应用；进一步的，还可以利用基因工程技术进行杧果品种改良，以期获得特殊香味或者香味浓郁品种。
[0020]本专利技术具有如下优点：本专利技术针对杧果中功能基因研究基础薄弱的现状，首次从杧果中克隆得到催化牻牛儿基二磷酸GPP或橙花二磷酸NPP底物合成萜类化合物的杧果萜烯合成酶基因TPS1，该基因为杧果萜类化合物合成路径中的关键基因之一，为今后利用基因工程或细胞工程技术在杧果育种中的应用提供了重要的理论依据，具有广阔的应用前景和极大的经济价值。
附图说明
[0021]图1是实施例3中TPS1蛋白酶促反应产物的TIC图；
[0022]图2是实施例3中阴性对照的酶促反应TIC图。
具体实施方式
[0023]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件，如Sam brook等分子克隆实验手册(Sam brook J&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种杧果萜烯合成酶基因TPS1，其特征是：它的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。2.一种杧果萜烯合成酶TPS1，其特征是：它的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。3.权利要求1所述杧果萜烯合成酶基因TPS1的制备方法，其特征是包括以下步骤：将红象牙杧果果肉的总RNA反转录成cDNA，以cDNA为模板，用如SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4所示的引物对进行PCR扩增获得。4.一种重组表达载体，其特征是：包括权利要求1所述的杧果萜烯合成酶基因TPS1和表达载体。5.根据权利要求4所述的重组表达载体，其特征是：所述表达载体为pET28a。6.一种重组表达工程菌，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海燕，丛汉卿，洪继旺，代学慧，赵德庆，王荣香，乔飞，霍婷，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，
类型：发明
国别省市：