mF3H突变体及其相关产品和用途制造技术

本发明专利技术属于植物生物工程技术领域，公开了mF3H突变体及其相关产品和用途。一种mF3H突变体，所述mF3H突变体的氨基酸相对于参考序列至少包含以下突变：第130位精氨酸发生突变，所述参考序列如SEQ ID NO.1所示序列。本发明专利技术通过EMS诱变森林草莓获得突变植株rgpink，经对突变植株和野生型草莓进行全基因组测序，发现F3H为致突基因，进一步发现F3H的第130位精氨酸突变为组氨酸，能抑制花青素合成途径，从而降低花青素在植物中的积累，控制植物的果实颜色呈粉色，其为分子育种创制粉色果实的植物新种质提供了修饰改造的明确位点，具有很强的应用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
mF3H突变体及其相关产品和用途


[0001]本专利技术属于植物生物工程
，特别涉及mF3H突变体及其相关产品和用途。

技术介绍

[0002]果实颜色作为一个非常重要的外在品质因素，直接影响了其在市场上受消费者的喜爱程度，而花青素的成分与含量是决定果实颜色的关键因素。
[0003]目前草莓生产上主栽品种以日本品种
‘
红颜
’
、
‘
章姬
’
和欧美品种
‘
甜查理
’
为主，但这些品种的果实都呈现红色。近几年市场出现了果实颜色为粉色和白色的草莓，这些草莓由于其颜色的独特性，一上市便受到消费者的喜爱，其不仅丰富了草莓品种的多样性，满足了大众的多样化需求，而且其市场售价常常高出普通红色草莓很多，经济效益非常可观。
[0004]目前已报道的调控草莓颜色的基因很少。二倍体森林草莓中FvMYB10基因发生突变后，其果实呈现白色。在栽培草莓中的研究也发现FaMYB10是控制草莓果实颜色的主效QTL位点。最近的研究发现，在森林草莓“Yellow Wonder”中过表达编码谷胱甘肽S
‑
转移酶(GST)RAP基因可以显著地促进果实中花青素的积累，使果实呈现红色，而在栽培草莓“宁玉”中敲除RAP及其同源基因后会使果实由红色变为白色，这为通过生物技术手段创制白果品种提供了很好的候选基因。
[0005]草莓果实的颜色主要是由果实中花青素的种类和含量多少决定的。花青素是由脂肪酸代谢途径产生的丙二酰辅酶A和苯丙氨酸途径产生的香豆酰辅酶A在多种酶的作用下合成的：即三个分子的丙二酰辅酶A与一个分子的香豆酰辅酶A在查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮
‑3‑
羟化酶(F3H)、二氢黄酮醇
‑4‑
还原酶(DFR)和花色素合成酶(ANS，也称为LDOX)等多个酶的连续催化作用下形成不稳定的有色花青素，最后再经过甲基化(MT)、糖基化(GT)或酰基化(AT)修饰后形成稳定的花青素并储存于植物液泡中。已有研究表明，大丽花，链果，马鞭草和百日草中的白花品种是由于F3H的突变导致花青素合成途径被阻断，从而使其无法积累花青素造成。在草莓中降低CHS，F3H和DFR基因的表达可以使花青素合成途径部分受阻，从而抑制果实中花青素的积累。这些已有发现均集中于突变相关酶基因使其不表达，或者干扰该基因表达来达到阻断或者抑制花青素合成，对相关基因发挥功能的关键位点及其功能并没有研究。
[0006]就草莓而言，虽然市场出现了红色，白色，粉色的草莓品种，但对控制这些颜色表型的关键基因的鉴定研究较少，尤其是在分子育种中并不清楚通过改造哪个基因的哪个位点就可使草莓果实呈现粉色。在常规的杂交育种中，目前也并不清楚使用哪些亲本材料进行杂交就一定可以获得理想的粉色品种，这也使得通过杂交育种选育粉色品种具有很大的盲目性和随机性。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种与植物花青素合成和/或植物果实颜色相关的mF3H突变体及其相关产品和用途，进而解决现有技术中的问题。
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种mF3H突变体，所述mF3H突变体的氨基酸序列相对于如参考序列至少包含以下突变：第130精氨酸发生突变，所述的参考序列如SEQ ID NO.1所示序列。
[0009]根据本专利技术的技术方案，所述的第130位精氨酸突变为组氨酸。
[0010]根据本专利技术的技术方案，所述的mF3H突变体的氨基酸包括如SEQ ID NO.3所示序列。
[0011]根据本专利技术的技术方案，所述的mF3H突变体与SEQ ID NO.3所示序列的同源性至少为60％，较佳地至少为70％，最佳地至少为90％，如95％、97％和99％。
[0012]根据本专利技术的技术方案，所述的mF3H突变体为具有SEQ ID NO.3所示序列的多肽、其活性片段、或其保守性变异多肽。
[0013]根据本专利技术的技术方案，所述参考序列来源于第一植物。所述第一植物为草莓。优选地，为森林草莓Ruegen。
[0014]本专利技术的第二方面，提供与如上文所述的突变体mF3H相关的生物材料，包括如下任一种：
[0015]a)编码如上文所述的mF3H突变体的核苷酸；
[0016]b)含有如a)所述的核苷酸的表达盒；
[0017]c)基因组中整合有如a)所述的核苷酸和/或b)所述的表达盒的载体；
[0018]d)基因组中整合有如a)所述的核苷酸和/或b)所述的表达盒的生物工程菌，和/或含有c)所述的载体的生物工程菌；
[0019]e)基因组中整合有如a)所述的核苷酸和/或b)所述的表达盒的基因工程细胞，和/或含有c)所述的载体的基因工程细胞。
[0020]根据本专利技术的技术方案，a)中，所述的核苷酸包括如下中的至少一项：
[0021]A1)编码包括如SEQ ID NO.4所示序列的核苷酸；
[0022]A2)与A1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码如上文所述的mF3H突变体的核苷酸；
[0023]A3)在严格条件下与A1)或A2)限定的核苷酸序列杂交，且编码如上文所述的mF3H突变体的核苷酸。
[0024]根据本专利技术的技术方案，b)中，所述的表达盒是指能够在宿主细胞中表达突变体mF3H的DNA，该DNA不但包括启动mF3H转录的启动子，还可以包括终止mF3H转录的终止子。
[0025]根据本专利技术的技术方案，c)中，所述的载体选自质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。
[0026]优选地，所述的载体为质粒。
[0027]根据本专利技术的技术方案，d)中，所述的生物工程菌可为酵母、细菌、藻或真菌。
[0028]优选地，所述的生物工程菌为农杆菌。
[0029]根据本专利技术的技术方案，e)中，所述的基因工程细胞选自真核细胞和原核细胞中的一种或两种。
[0030]优选地，所述的真核细胞选自酵母细胞、动物细胞和植物细胞中的一种或多种。
[0031]更优选地，所述的真核细胞为植物细胞。
[0032]优选地，所述的原核细胞选自大肠杆菌。
[0033]本专利技术还提供，一种制备突变多肽的方法，所述的方法包括如下步骤：
[0034]在适合表达的条件下，培养包含所述mF3H突变体的宿主细胞，从而表达得到突变多肽。
[0035]根据本专利技术的技术方案，所述方法还包括分离的步骤。
[0036]根据本专利技术的技术方案，所述宿主细胞包括大肠杆菌。优选地，为大肠杆菌Rosseta。
[0037]本专利技术的第三方面，提供如上文所述的突变体或如上文所述的生物材料在调控植物花青素合成和/或花青素含量和/或分蘖中的用途。
[0038]根据本专利技术的技术方案，所述的用途包括下述中的一项或多项：
[0039]B 1)调控植物花青素合成；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种mF3H突变体，其特征在于，所述mF3H突变体的氨基酸序列相对于参考序列至少包含以下突变：第130位精氨酸发生突变，所述的参考序列如SEQ ID NO.1所示序列。2.如权利要求1所述的mF3H突变体，其特征在于，所述的第130位精氨酸突变为组氨酸；优选地，所述的mF3H突变体的氨基酸序列包括如SEQ ID NO.3所示序列；和/或，所述的mF3H突变体与SEQ ID NO.3所示序列的同源性至少为60％。3.与如权利要求1或2所述的mF3H突变体相关的生物材料，其特征在于，包括如下任一种：a)编码如权利要求1所述的mF3H突变体的核苷酸；b)含有如a)所述的核苷酸的表达盒；c)基因组中整合有如a)所述的核苷酸和/或b)所述的表达盒的载体；d)基因组中整合有如a)所述的核苷酸和/或b)所述的表达盒的生物工程菌，和/或含有c)所述的载体的生物工程菌；e)基因组中整合有如a)所述的核苷酸和/或b)所述的表达盒的基因工程细胞，和/或含有c)所述的载体的基因工程细胞。4.如权利要求3所述的生物材料，其特征在于，a)中，所述的核苷酸包括如下中的至少一项：A1)编码包括如SEQ ID NO.4所示序列的核苷酸；A2)与A1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码如权利要求1所述的mF3H突变体的核苷酸；A3)在严格条件下与A1)或A2)限定的核苷酸序列杂交，且编码如权利要求1所述的mF3H突变体的核苷酸。5.如权利要求1或2所述的mF3H突变体或如权利要求3或4所述的生物材料在调控植物花青素合成和/或花青素积累和/或分蘖中的用途。6.如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述的用途包括下述中的一项或多项：B1)调控植物花青...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鹏博，连红莉，曹明浩，李歆渝，肖坤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：