木薯转录因子MebHLH72、MebHLH114及其在抑制亚麻仁苦苷合成上的应用制造技术

技术编号:34080312 阅读:15 留言:0更新日期:2022-07-11 18:42
本发明专利技术提供了一种木薯转录因子的编码基因,其为转录因子MebHLH72基因,其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示;或者其为转录因子MebHLH114基因,其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。采用本发明专利技术的MebHLH72基因和MebHLH114基因的片段构建沉默系统能够有效沉默目标基因,而且能够有效调控植株内亚麻苦苷合成关键基因的表达,调控植株内亚麻苦苷的合成,调节氰苷含量,例如将其转染木薯后,氰苷合成关键基因的相对表达呈现一定程度的下降,木薯叶片内亚麻苦苷的合成明显被抑制,但对百脉根苷的合成无明显影响,亚麻苦苷含量显著下降,百脉根苷含量无显著差异,氰苷含量也明显下降。氰苷含量也明显下降。氰苷含量也明显下降。

【技术实现步骤摘要】
木薯转录因子MebHLH72、MebHLH114及其在抑制亚麻仁苦苷合成上的应用


[0001]本专利技术属于生物
,具体涉及一种木薯转录因子MebHLH72、MebHLH114及其在抑制亚麻仁苦苷合成上的应用。

技术介绍

[0002]木薯(Manihot esculenta Crantz,Cassava)为大戟科木薯属多年生植物,与甘薯、马铃薯并称世界三大薯类作物,是目前淀粉和生物能源生产的重要原料,也是全球约10亿人口的主要粮食。木薯中存在亚麻苦苷(Linamarin)和百脉根苷(Lotaustralin)2种生氰糖苷(Cyanogenic Glycosides,CGs),其中亚麻苦苷占95%左右,是主要生氰糖苷。在木薯中,生氰糖苷先在地上部分合成,随后运送到根部贮存。生氰糖苷本身不呈现毒性,在蒸煮或加工过程中,亚麻苦苷酶会降解部分CGs产生不稳定的丙酮氰醇,进而产生的氢氰酸(HCN)和醛、酮等小分子化合物,少部分CGs会稳定的存在于木薯食品中,若加工后食品中CGs残留量较高,摄入人体内后,在β

葡糖糖苷酶的作用下会分解成HCN,容易引起呼吸中枢及血管运动中枢麻痹,甚至导致死亡。在非洲和南美地区,长期食用CGs高含量的木薯食品,会引发热带神经性共济失调症(TAN),在儿童和生育期妇女中还可能引发永久性下肢瘫痪症(konzo)。木薯叶片、块根及其制品中CGs的存在,给木薯“食用化”带来不可忽视的安全隐患。
[0003]氰苷是一类广泛存在于植物中的次生代谢产物,其生物合成是在细胞色素P450单加氧酶(CYP)中的CYP79酶家族催化芳香族或脂肪族氨基酸转换成相应的醛肟.与植物的防御和抗逆境胁迫相关。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种木薯转录因子MebHLH72、MebHLH114及其在抑制亚麻仁苦苷合成上的应用。
[0005]本专利技术的第一个方面是提供一种木薯转录因子的编码基因,其为转录因子MebHLH72基因,其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示;或者其为转录因子MebHLH114基因,其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。
[0006]本专利技术的第二个方面是提供一种木薯转录因子,其为转录因子MebHLH72,由如SEQ ID NO:1所示核苷酸序列编码而成;或者其为转录因子MebHLH114,由如SEQ ID NO:2所示核苷酸序列编码而成。
[0007]本专利技术的第三个方面是提供一种基因片段,其为转录因子MebHLH72基因的片段,其核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示;或者其为转录因子MebHLH114基因的片段,其核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示。
[0008]本专利技术的第四个方面是提供给含有本专利技术第一个方面所述的编码基因或者本专利技术第三个方面所述基因片段的重组载体或宿主菌。
[0009]本专利技术的第五个方面是提供一种VIGS沉默系统,其为含核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示基因片段的pCsCMV

NC载体(参照Tuo et al.,2021),或者其为含核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示基因片段的pCsCMV

NC载体。
[0010]本专利技术的第六个方面是提供核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示的转录因子MebHLH72基因、核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示的基因片段、含转录因子MebHLH72基因或核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示基因片段的重组载体或宿主菌、或者含SEQ ID NO:3所示基因片段的pCsCMV

NC载体构建的VIGS沉默系统在沉默MebHLH72基因中的应用;或者核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示的转录因子MebHLH114基因、核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示的基因片段、含转录因子MebHLH114基因或核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示基因片段的重组载体或宿主菌、或者含SEQ ID NO:4所示基因片段的pCsCMV

NC载体构建的VIGS沉默系统在沉默MebHLH114基因中的应用。
[0011]本专利技术的第七个方面是提供如本专利技术第一个方面所述的编码基因、本专利技术第三个方面所述的基因片段、本专利技术第四个方面所述的重组载体或宿主菌、或者本专利技术第五个方面所述的VIGS沉默系统在调控植物叶片氰苷(cyanogenic glycosides)含量中的应用。
[0012]其中,本专利技术第一个方面所述的编码基因、本专利技术第三个方面所述的基因片段、本专利技术第四个方面所述的重组载体或宿主菌、或者本专利技术第五个方面所述的VIGS沉默系统能显著抑制亚麻苦苷合成,但对百脉根苷合成无明显影响。
[0013]本专利技术的第八个方面是提供如本专利技术第一个方面所述的编码基因、本专利技术第三个方面所述的基因片段、本专利技术第四个方面所述的重组载体或宿主菌、或者本专利技术第五个方面所述的VIGS沉默系统在调控植物内亚麻苦苷含量中的应用。
[0014]其中,本专利技术第一个方面所述的编码基因、本专利技术第三个方面所述的基因片段、本专利技术第四个方面所述的重组载体或宿主菌、或者本专利技术第五个方面所述的VIGS沉默系统能显著抑制亚麻苦苷合成,但对百脉根苷合成无明显影响。
[0015]本专利技术的第九个方面是提供如本专利技术第一个方面所述的编码基因、本专利技术第三个方面所述的基因片段、本专利技术第四个方面所述的重组载体或宿主菌、或者本专利技术第五个方面所述的VIGS沉默系统在调控MeCYP79D1基因(Manes.13G094200)、和/或MeCYP79D2基因(Manes.12G133500)、和/或MeCYP71E基因(Manes.12G132900)表达中的应用。其中MeCYP79D1基因、和/或MeCYP79D2基因、和/或MeCYP71E基因的序列已在phytozome木薯数据库公开(网址:https://phytozome

next.jgi.doe.gov/report/gene/Mesculenta_v7_1),登记号分别为Manes.13G094200、Manes.12G133500和Manes.12G132900。
[0016]本专利技术的转录因子MebHLH72基因和MebHLH114基因的亚细胞定位分别定位于细胞核和细胞质中,采用其片段构建沉默系统能够有效沉默目标基因,而且能够有效调控植株内亚麻苦苷合成关键基因的表达,调控植株内亚麻苦苷的合成,调节氰苷含量,例如将其片段转染木薯后,氰苷合成关键基因MeCYP79D1、MeCYP79D2及MeCYP71E的相对表达呈现一定程度的下降,木薯叶片内亚麻苦苷的合成明显被抑制,但对百脉根苷的合成无明显影响,亚麻苦苷含量显著下降,百脉根苷含量无显著差异,氰苷含量也明显下降。本专利技术为木薯“可食化”奠定了良好的基础,也为调控其他植物内的亚麻苦苷含量等提供了研究思路和技术依据。
附图说明
[0017]图1为转录因子MebHLH72基因及M本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木薯转录因子的编码基因,其特征在于,其为转录因子MebHLH72基因,其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示;或者其为转录因子MebHLH114基因,其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。2.一种木薯转录因子,其特征在于,其为转录因子MebHLH72,由如SEQ ID NO:1所示核苷酸序列编码而成;或者其为转录因子MebHLH114,由如SEQ ID NO:2所示核苷酸序列编码而成。3.一种基因片段,其特征在于,其为转录因子MebHLH72基因的片段,其核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示;或者其为转录因子MebHLH114基因的片段,其核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示。4.含有权利要求1所述的编码基因、或者权利要求3所述基因片段的重组载体或宿主菌。5.一种VIGS沉默系统,其特征在于,其为含核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示基因片段的pCsCMV

NC载体,或者其为含核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示基因片段的pCsCMV

NC载体。6.核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示的转录因子MebHLH72基因、核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示的基因片段、含转录因子MebHLH72基因或核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示基因片段的重组载体或宿主菌、或者含SEQ ID NO:3所示基因片段的pCsCMV

【专利技术属性】
技术研发人员:安飞飞肖鑫辉蔡杰薛晶晶罗秀芹陈松笔
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:

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