与紫苏花青素生物合成相关蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公布了与紫苏花青素生物合成相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术提供一种蛋白，是如下(a)或(b)：(a)有序列表中序列2所示的氨基酸序列提供的蛋白质；(b)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物中花青素含量有关的由序列2衍生的蛋白质。本发明专利技术的实验证明，本发明专利技术提供的PfANS蛋白及其编码基因，将该基因导入丹参中，得到转基因丹参，研究发现，与对照相比，转基因丹参花青素含量提高，叶片和叶柄呈现出紫红色，说明该蛋白及其编码基因在提高植物花青素方面具有重要的应用价值。本发明专利技术将在植物领域中具有广阔的应用空间和市场前景。和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
与紫苏花青素生物合成相关蛋白及其编码基因与应用


[0001]本专利技术涉及生物
中与紫苏花青素生物合成相关蛋白及其编码基因与应用。

技术介绍

[0002]紫苏属植物(Genus Perilla)系唇形科(Lamiaceae)野芝麻亚科 (Lamioideae)塔花族(Sature)紫苏亚族(Perillinae)单种属一年生草本植物，原产于东亚地区,在中国、日本和韩国广泛种植。紫苏(Perilla frutescens (L.)Britt.)是我国重要的药食同源植物之一，具有丰富的药用价值和食用价值。紫苏的叶子可以当中草药、蔬菜和香料使用，种子可以加工成食品和有营养的食用油。目前，由于其重要的经济价值，紫苏被引种到欧洲和北美等地区。我国是紫苏属植物的起源地之一，有丰富的种质资源和悠久的栽培历史，被认为是紫苏属植物多样性变化的中心。目前，我国紫苏栽培的主要区域是河北、四川、陕西、宁夏、甘肃、黑龙江、辽宁、安徽和湖北等省区，其余省区也有零星种植。现代药理学研究表明，紫苏具有保护肝脏、降血脂和降血压、抑制血小板聚集、减少血栓形成、预防癌变、提高记忆能力、抗炎、抗过敏及抗微生物等功效，是卫生部首批颁布的既是食品又是药品的“药食同源”植物之一，可以开发出多种保健食品，在医药、食品工业上具有广泛的用途。
[0003]紫苏叶含有多种营养成分，富含胡萝卜素、维生素C、B2、钾和铁等营养元素，有助于增强人体免疫功能。紫苏叶还含有大量的生物活性成分如挥发油、黄酮类、酚酸类和色素类物质，尤其是紫苏含有丰富的花青素，能够对抗氧自由基和超氧阴离子，具有抗衰老的作用。超高液相检测发现紫苏含有20多种花青素，其中锦葵色素、芍药色素和矢车菊色素是紫苏花青素的主要类型。花青素属于黄酮类化合物，在细胞质中合成并在液泡中积累，花青素的生物合成主要经过苯丙氨酸途径和类黄酮途径，最后在花青素合酶(ANS)的作用下催化无色的花青素转化为有色的花青素。ANS 是一种2
‑
酮戊二酸依赖性酶，属于戊二酸依赖型加氧酶家族，是植物花青素生物合成途径中的一个关键酶。ANS基因的表达直接影响植物花青素的积累，研究表明降低ANS的表达会抑制花青素的生物合成，而过表达ANS 可以增加花青素的积累。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供与紫苏花青素生物合成相关的蛋白及其编码基因。
[0005]本专利技术提供的与紫苏花青素物质生物合成相关的蛋白，名称为PfANS，来源于紫苏(Perilla frutescens L.)，如下(a)或(b)的蛋白质：
[0006](a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0007](b)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物组织中花青素含量有关的由序列2衍生的蛋白质。
[0008]所述序列2由362个氨基酸残基组成。
[0009]所述编码上述蛋白的DNA分子也属于本专利技术的保护范围。
[0010]所述DNA分子是如下(1)
‑
(3)中任一种的DNA分子：
[0011](1)编码序列为序列表中序列1所示的DNA分子；
[0012](2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码植物花青素含量相关蛋白的DNA分子；
[0013](3)与(1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少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％同源性且编码植物花青素含量相关蛋白的DNA分子。
[0014]所述序列1由1089碱基组成，其开放阅读框(ORF)为自5
′
末端起第1位
ꢀ‑
第1089位碱基，编码氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白。
[0015]上述严格条件可为用6
×
SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下杂交，然后用2
×
SSC，0.1％SDS和1
×
SSC，0.1％SDS各洗膜一次。
[0016]含有所述与紫苏花青素生物合成相关蛋白的编码基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌也属于本专利技术的保护范围。
[0017]所述重组表达载体是在载体pCambia1300
‑
GFP的多克隆位点间插入所述编码基因得到的重组表达载体；
[0018]所述载体pCambia1300
‑
GFP是通过包括如下步骤的方法得到的：
[0019](1)将pCambia1300载体经过Sal I和Pst I双酶切，回收载体大片段；
[0020](2)将GFP序列用PCR的方法扩增出来，上游引物5
′
端加Sal I酶切位点，下游引物5
′
端加Pst I酶切位点。构建到测序载体Zero Background pTOPO
‑
Blunt Cloning Kit，经过Sal I和Pst I双酶切，回收包含GFP基因的片段；
[0021](3)将步骤(1)中回收的载体大片段与步骤(2)中回收的包含GFP 基因的片段连接，得到重组载体pCambia1300
‑
GFP。
[0022]所述pCambia1300载体购自CAMBIA公司。
[0023]扩增所述与紫苏花青素生物合成相关蛋白的编码基因全长或其任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围。
[0024]本专利技术的另一个目的是提供一种培育转基因植物的方法。
[0025]本专利技术所提供的培育转基因植物的方法，是将所述与花青素生物合成相关蛋白的编码基因导入目的植物中，得到花青素含量提高的转基因植物。
[0026]所述与紫苏花青素生物合成相关蛋白的编码基因是通过所述重组表达载体导入目的植物中。
[0027]所述目的植物为双子叶植物或单子叶植物；所述双子叶植物为丹参 (Salvia miltiorrhiza Bge)。
[0028]上述花青素含量提高由紫外分光光度计检测结果和叶片、叶柄颜色来体现。
[0029]本专利技术的实验证明，本专利技术提供了一种PfANS蛋白及其编码基因，将该基因导入丹参中，得到过表达PfANS基因的丹参植株，将转基因丹参植株进行扩繁培养一个月后，观察转PfANS基因丹参的形态变化，与对照相比，转基因丹参的叶片、叶柄颜色有明显的改变，叶片正反面和叶柄颜色由青绿色呈现出紫红色。因此，可以看出，PfANS基因及其所编码的蛋白在植物花青素物质生物合成过程中起着重要的作用。本专利技术所提供的PfANS蛋白及其编码基因在提高植物花青素含量研究中具有重要的应用价值。本专利技术将在农业领域具有广阔
的应用空间和市场前景。
具体实施方式
[0030]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0031]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蛋白，是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。2.编码权利要求1所述蛋白的基因。3.如权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因的编码序列为序列表中序列1所示的DNA分子。4.含有权利要求2或3所述编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。5.如权利要求4所述的重组载体，其特征在于：载体为将专利要求1所述蛋白的编码基因插入表达载体中，得到表达权利要求1所述蛋白的重组载体。6.扩增权利要求2或3所述基因全长的引物对。7.权利要求1所述蛋白、权利要求2或3...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，温春秀，刘灵娣，田伟，谢晓亮，温赛群，
申请(专利权)人：河北省农林科学院经济作物研究所，
类型：发明
国别省市：