本发明专利技术“大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7和/或其基因在调控异黄酮方面的应用”属于植物基因工程领域。本发明专利技术提供氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7在调控异黄酮方面的应用，以及基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7在调控异黄酮中的应用，并在此基础上进一步提供一种异黄酮的调控方法。本发明专利技术通过大量实验证实：过量表达该转录因子基因GmZFP7的转基因植株中总异黄酮含量显著上升，通过基因编辑敲除该基因GmZFP7的突变体植株中总异黄酮含量显著降低。著降低。著降低。
【技术实现步骤摘要】
大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7和/或其基因在调控异黄酮方面的应用
[0001]本专利技术属于植物基因工程领域，具体涉及大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7和/或其基因在调控异黄酮方面的应用。
技术介绍
[0002]异黄酮是植物中尤其是豆科植物中合成的一种重要次生代谢产物。异黄酮对动植物具有重要作用。在动物特别是人类中，其化学结构与雌激素相似，并具有类雌激素活性，在抗癌、改善骨质疏松、减少心脑血管疾病、预防和治愈妇女更年期综合症等方面具有重要的作用。在植物中，异黄酮在抵御病原菌侵染，作为信号分子诱导大豆结瘤和保证植物正常生长发育中发挥重要的作用。由于异黄酮在食品和保健品中的巨大应用价值而受到人们的普遍关注，大豆是异黄酮的主要天然来源，因此培育高异黄酮特用大豆品种是大豆营养品质育种的主要目标之一。
[0003]基因工程是改良作物性状的有效手段，目前利用基因工程提高大豆异黄酮含量主要通过修饰异黄酮合成酶结构基因及异黄酮竞争路径中关键酶基因来实现的，但转基因植株由于其黄酮、花青素等重要次生代谢产物代谢合成途径被阻断，从而造成转基因植株难以存活等问题。此外，目前鉴定出一些MYB类转录因子通过调控异黄酮合成通路上的关键酶基因表达水平，进而影响大豆异黄酮的积累水平，但目前鉴定的调控异黄酮含量的转录因子基因仍然很少，且缺乏深入的功能机制研究。
[0004]GmZFP7(基因座位号：Glyma.20G012700，基因登录号Gene ID:100792169)是编码大豆锌指蛋白7的基因，其编码的蛋白是大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7。关于该基因和蛋白的功能鉴定本领域未见报道，而关于该基因、蛋白与异黄酮含量之间的关系，本领域也从未报道过。
技术实现思路
[0005]基于本领域现有技术的上述空白，本专利技术提供氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7或其基因登录号为Gene ID:100792169的编码基因在调控异黄酮方面的应用
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7在调控异黄酮方面的应用。
[0008]所述大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的编码基因GmZFP7的基因登录号为Gene ID:100792169。
[0009]所述大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的基因GmZFP7的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；
[0010]所述调控异黄酮指通过提高或降低植物体内大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子
GmZFP7的水平、或，在植株体内过表达或沉默表达或敲低表达或敲除大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的基因GmZFP7提高或降低植株中的异黄酮含量；
[0011]所述植株选自：大豆、烟草。
[0012]基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7在调控异黄酮中的应用。
[0013]基因GmZFP7的基因座位号为Glyma.20G012700；基因GmZFP7的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0014]基因GmZFP7通过激活异黄酮合成酶2的基因GmIFS2的表达、和/或，抑制黄烷酮
‑3‑
羟化酶1的基因GmF3H1的表达来调控异黄酮。
[0015]所述调控异黄酮指提高或降低植株中的异黄酮含量；
[0016]优选地，所述植株选自：大豆、烟草。
[0017]一种调控异黄酮的方法，其特征在于，通过调控氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的水平、和/或，调控基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7的表达来调控异黄酮。
[0018]通过过表达或沉默表达或敲低表达或敲除大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的基因GmZFP7来调控氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的水平、和/或，调控基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7的表达。
[0019]所述过表达指：将基因GmZFP7连接表达载体PTF101
‑
GFP或pGGP获得的重组过表达载体PTF101
‑
GmZFP7
‑
GFP或pGGP
‑
GmZFP7转化植株；
[0020]优选地，将基因GmZFP7连接表达载体的引物序列如SEQ ID NO.5
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6所示；
[0021]所述沉默表达指：将基因GmZFP7的RNAi序列连接载体pGGP获得的重组沉默表达载体pGGP
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GmZFP7
‑
RNAi转化植株；
[0022]优选地，将基因GmZFP7的RNAi序列连接载体pGGP的引物序列如SEQ ID NO.7
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10所示；
[0023]所述敲除指：将JRH0645
‑
GmZFP7基因编辑载体转化植株；
[0024]优选地，所述JRH0645
‑
GmZFP7基因编辑载体以JRH0645(CaMV35s：Cas9)为原始载体，利用PCR将U6启动子、针对GmZFP7的gRNA和gRNA scaffold三部分串联后插入XbaI酶切位点处构建而成；
[0025]优选地，所述gRNA的靶序列如SEQ ID NO.31所示。
[0026]本专利技术公开了一种大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7及其编码基因GmZFP7(基因座位号：Glyma.20G012700)在调控大豆异黄酮含量中的应用。GmZFP7转录因子具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。该基因的开放阅读框具有SEQ ID No.1所示的DNA序列。本专利技术的转录因子GmZFP7具有双功能转录因子活性，可以激活大豆异黄酮合成途径中的关键酶异黄酮合酶2基因(isoflavone synthase 2,IFS2)表达，同时抑制黄酮醇合成途径关键酶黄烷酮3
‑
羟化酶1基因(flavanone 3
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hydroxylase 1，F3H1)表达。
[0027]在大豆发状根中过量表达该转录因子的编码基因开放阅读框可显著提高大豆发状根中总异黄酮含量；抑制该转录因子的编码基因表达可显著降低大豆发状根中总异黄酮含量。在稳定转基因大豆植株中，过量表达该转录因子基因转基因植株叶片和种子中总异黄酮含量均显著上升，通过基因编辑敲除该基因的突变体植株叶片和种子中总异黄酮含量显著降低。本专利技术对培育不同水平异黄酮含量的大豆新品种具有重要应用价值。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实验例第一部分材料方法第3节实验方法部分的基于GFP检测的基因过量表达载体pGGP
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7在调控异黄酮方面的应用。2.根据权利要求1所述的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7在调控异黄酮方面的应用，其特征在于，所述大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的编码基因GmZFP7的基因登录号为Gene ID:100792169。3.根据权利要求1或2所述的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7在调控异黄酮方面的应用，其特征在于，所述大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的基因GmZFP7的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；和/或，所述调控异黄酮指通过提高或降低植物体内大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的水平、或，在植株体内过表达或沉默表达或敲低表达或敲除大豆C2H2型锌指蛋白类转录因子GmZFP7的基因GmZFP7提高或降低植株中的异黄酮含量；和/或，所述植株选自：大豆、烟草。4.基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7在调控异黄酮中的应用。5.根据权利要求4所述的基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7在调控异黄酮方面的应用，其特征在于，基因GmZFP7的基因座位号为Glyma.20G012700；基因GmZFP7的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。6.根据权利要求4或5所述的基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7在调控异黄酮方面的应用，其特征在于，基因GmZFP7通过激活异黄酮合成酶2的基因GmIFS2的表达、和/或，抑制黄烷酮
‑3‑
羟化酶1的基因GmF3H1的表达来调控异黄酮。7.根据权利要求4或5所述的基因登录号为Gene ID:100792169的基因GmZFP7在调控异黄酮含量方面的应用，其特征在于，所述调控异黄酮指提高或降低植株中的异黄酮含量；和/或，所述植株选自：大豆、烟草。8.一种调控异...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙君明，李斌，张晟瑞，冯岳，李静，裴睿丽，田玲，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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