花色苷合成相关蛋白IbMYB113及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术涉及花色苷合成相关蛋白IbMYB113及其编码基因与应用。该IbMYB113蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示；其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明专利技术从甘薯红色薯皮中克隆了IbMYB113蛋白及其编码基因，将IbMYB113基因连接到植物表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化获得过表达IbMYB113的转基因烟草植株，表现为全株色素积累，高效液相色谱法检测飞燕草色素和矢车菊色素含量显著增加。本发明专利技术提供的IbMYB113蛋白及其编码基因对于促进植物花色苷的合成与积累具有重要的理论意义和应用价值。意义和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
花色苷合成相关蛋白IbMYB113及其编码基因与应用


[0001]本专利技术属于植物生物
，具体涉及花色苷合成相关蛋白IbMYB113及其编码基因克隆与应用。

技术介绍

[0002]甘薯是世界上重要的粮食作物、经济作物和能源作物之一，薯皮色主要有白色、浅黄、黄色、浅红色、红色、紫色、深紫色等；薯肉色主要有白色、黄色、橙色、红色、紫色、深紫色、混合色等。红色和紫色甘薯品种主要是含有花色苷，因具有漂亮的薯块外观和优秀的保健功能非常受消费者青睐。
[0003]花色苷是一种水溶性天然色素，广泛存在于高等植物中，是类黄酮代谢途径中最主要的代谢产物。目前自然界已经发现超过635种花色苷，植物中常见的主要有6种，分别是天竺葵色素、矢车菊素、飞燕草素、芍药色素、矮牵牛色素和锦葵色素。对植物而言，花色苷参与许多重要的生物学过程，花色苷在植物地上部分如花器官、果实、叶片和茎中积累，使其具有鲜艳颜色而吸引虫媒传粉者和果实传播者，也可以保护植物防御紫外线伤害，抵抗病虫害等；花色苷在植物地下部分如块根块茎类作物马铃薯块茎和甘薯块根中积累，受环境因素影响较小，光稳定性和热稳定性较好，可提高植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性。对人类而言，花色苷具有抗氧化，抗突变，抗炎症，清除游离自由基，降低癌症、关节炎、心血管疾病、糖尿病和神经性疾病的风险，保护生物体机能等多种保健功能。
[0004]植物中花色苷的生物合成主要涉及苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸
‑4‑
羟化酶(C4H)、4
‑
香豆酰CoA连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮
‑3‑
羟化酶(F3H)、类黄酮
‑
3'
‑
羟化酶(F3'H)、类黄酮
‑
3',5'
‑
羟化酶(F3'5'H)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)、花青素合成酶(ANS)、糖基转移酶(GTs)等结构基因，以及MYB、bHLH和WD40等三类转录因子。目前甘薯花色苷的研究主要集中在紫甘薯中花色苷的合成与积累，IbCHS、IbCHI、IbF3'H、IbDFR、IbANS、IbUFGT以及IbGSTF4等结构基因已经得到克隆，并且发现一个重要的转录因子IbMYB1
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2。IbMYB1
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2可以调控紫甘薯薯肉花色苷的生物合成与积累，然而受限于甘薯的多倍性、基因组杂合、遗传背景复杂，甘薯中新的花色苷合成调控基因还没有被发现，如甘薯红色薯皮中花色苷的生物合成与积累的调控基因还不清楚，需要进一步研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种花色苷合成相关蛋白IbMYB113及其编码基因克隆与应用。
[0006]本专利技术所克隆的花色苷合成相关蛋白，名称为IbMYB113，来源于甘薯(Ipomoea batatas)，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，由236个氨基酸残基组成。
[0007]本专利技术所克隆的IbMYB113蛋白的编码基因，为编码SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的核酸分子。
[0008]具体的，本专利技术所克隆的IbMYB113蛋白的编码基因，可以是如SEQ ID NO:1所示的
核苷酸序列。
[0009]本专利技术提供了含有所述IbMYB113蛋白编码基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。
[0010]所述含有IbMYB113蛋白编码基因的重组载体可为在表达载体的多克隆位点插入SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列得到的重组质粒。
[0011]具体的，所述重组载体可为将质粒pHELLSGATE12的限制性内切酶XhoI和XbaI位点之间的小片段替换为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，得到的重组质粒pHELLSGATE12
‑
IbMYB113。
[0012]所述含有IbMYB113蛋白编码基因的重组微生物可为将上述含有IbMYB113蛋白编码基因的重组载体导入农杆菌或大肠杆菌得到的重组工程菌。
[0013]具体的，所述重组微生物可为将重组质粒pHELLSGATE12
‑
IbMYB113导入根癌农杆菌GV3101，得到的重组农杆菌GV3101
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pHELLSGATE12
‑
IbMYB113。
[0014]本专利技术还提供了所述蛋白质IbMYB113，或，所述IbMYB113蛋白的编码基因，或，所述含有IbMYB113蛋白的编码基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系，在调控植物花青素合成及种类和含量中的应用。所述植物为烟草；所述烟草为红花大金元。
[0015]本专利技术还提供了所述蛋白质IbMYB113，或，所述IbMYB113蛋白的编码基因，或，所述含有IbMYB113蛋白的编码基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系，在培育花色苷合成与积累增加的转基因植物、促进植物飞燕草色素和矢车菊色素合成与积累中的应用。所述植物为烟草；所述烟草为红花大金元。
[0016]本专利技术还提供了一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：将IbMYB113蛋白的编码基因或核酸分子导入受体植物，获得转基因植物；与受体植物相比，转基因植物花色苷含量提高。所述IbMYB113蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。所述IbMYB113蛋白的编码基因可以是如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。
[0017]具体的，本专利技术提供的一种培育转基因植物的方法：将pHELLSGATE12质粒中XhoI和XbaI两个限制性酶切位点之间的小片段替换为IbMYB113蛋白的编码基因或核酸分子(可以是如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列)，得到的重组载体pHELLSGATE12
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IbMYB113，将该重组载体导入植物中，获得IbMYB113过表达的转基因植物；与受体植物相比，转基因植物花色苷含量提高，特别是飞燕草色素和矢车菊色素的合成与积累明显增强，含量显著增加。
[0018]本专利技术提供的IbMYB113蛋白及其编码基因，通过农杆菌介导的遗传转化将该基因导入普通栽培烟草
‘
红花大金元
’
中，获得转基因烟草植株。实验证明，与对照相比，过表达IbMYB113蛋白编码基因的转基因植株表现为全株紫色，高效液相色谱(HPLC)检测其飞燕草色素和矢车菊色素含量显著增加。
‘
红花大金元
’
是市场主要栽培品种之一，烟叶产量品质较佳，通过遗传改良产生高花色苷含量的转基因烟草，可以直接用于生产飞燕草色素和矢车菊色素产品，具有广阔的应用潜力。因此，本专利技术提供的IbMYB113蛋白及其编码基因对于促进植物花色苷的合成与积累具有重要的理论意义和应用价值。
附图说明
[0019]图1是WT和IbMYB113
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OE转基因烟草植株幼苗表型图，WT为空载体pH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.花色苷合成相关蛋白IbMYB113蛋白，其特征在于：其氨基酸序列如SEQ ID NO: 2所示。2.权利要求1所述的花色苷合成相关蛋白IbMYB113蛋白的编码基因，其特征在于：为编码如SEQ ID NO: 2所示的氨基酸序列的核酸分子。3.如权利要求2所述的编码基因，其特征在于：其核苷酸序列如SEQ ID NO: 1所示。4.含有权利要求2或3 所述的IbMYB113蛋白的编码基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。5.如权利要求4所述的重组载体，其特征在于：该重组载体为将质粒pHELLSGATE12的XhoI和XbaI两个限制性酶切位点之间的小片段替换为IbMYB113蛋白的编码基因得到的重组载体pHELLSGATE12
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IbMYB113。6.权利要求1所述蛋白质IbMYB113，或，权利要求2或3所述IbMYB113蛋白的编码基因，或，权利要求4所述含有权利要求2或3 所述的IbMYB113蛋白的编码基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系，在调控植物花青素合成及种类和含量中的应用。7.权利要求1所述蛋白质IbMY...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华春，李茂兴，李有涵，王琼，
申请(专利权)人：云南农业大学，
类型：发明
国别省市：