一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2及其应用，属于基因工程技术领域。本申请成功鉴定且分离了RuFLS2基因，其ORF长996bp，编码331个氨基酸组成的蛋白。时空表达分析显示RuFLS2在黑莓果实中表达量较高，在果实发育至红紫色时表达量达到峰值。异源过量表达烟草发现黄酮醇类物质柚皮素

【技术实现步骤摘要】
一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，更具体地说，涉及一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2及其应用。

技术介绍

[0002]黑莓(Rubus spp.)是蔷薇科(Rasaceae)悬钩子属(Rubus)灌木，为多年生小浆果果树。它原产于北美，在欧美地区有较长的栽培历史，1986年，黑莓由江苏省中国科学院植物研究所首次引入中国并推广，其具有抗旱、长势旺和繁殖容易等优点。其果实富含糖类、维生素C、维生素E、多酚和黄酮等营养物质，具有极高的营养及药用价值，包括抗菌、抗炎、抗氧化和抗衰老等功效，广泛应用于医疗和保健领域具有良好的应用前景。
[0003]黄酮类化合物是植物次生代谢产物中的一类多酚类化合物，具有典型的C6
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C3
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C6碳骨架。黄酮类化合物可分为黄酮类、异黄酮类、二氢黄酮类、黄酮醇类、黄烷酮类黄烷醇类以及花青素类等6个亚类，其中黄酮醇多个位点可发生修饰，包括酰基化、羟基化，糖基化等，这些修饰可以共存，造成黄酮醇结构的多样性，所以具有多种生物活性，如抗氧化、抗病毒、抗癌等。此外还具有抵御紫外线的辐射伤害、增强植物根系抵抗干旱胁迫的能力，在植物生长发育中担任重要的生物功能，是植物自身参与抵御外界生物和非生物胁迫的重要物质之一。
[0004]黄酮醇合成酶(fiavonol synthase，FLS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键酶之一，催化底物二氢黄酮醇生成槲皮素、山奈酚等黄酮醇类化合物，在黄酮类化合物生物合成途径中起重要作用。二氢黄酮醇4
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还原酶(dihydroflavonol 4
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reductase，DFR)与FLS共同竞争底物二氢黄酮醇合成花色素，对植物中花青素和黄酮醇含量的积累有重要影响，DFR参与的代谢过程合成有颜色的花青素，FLS催化生成黄酮醇是无色的，因此，FLS的表达对植物颜色的变化具有重要影响。FLS基因对于植物器官呈现白色或者黄色有着关键的作用，葡萄风信子(Muscari aucheri)FLS基因的过表达使花色呈现白色。FLS在植物中常常是由多拷贝基因编码的，在不同植物中拷贝数不同，其表达水平在植物的不同组织部位、代谢时期和生长发育阶段具有显著的时空差异性，影响植物体内黄酮醇的含量。目前，FLS基因已在多种植物中进行了鉴定和功能研究，在某些植物中FLS基因功能相似，如虎眼万年青(Ornithogalum caudatum)的OcFLS1和OcFLS2都能催化二氢黄酮醇生成黄酮醇，且均具有黄烷酮
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羟化酶(flavanone 3
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hydroxylase，F3H)活性，而某些植物中多个FLS功能不同，拟南芥(Arabidopsis thaliana)中FLS1参与黄酮的生物合成，FLS3则催化生成黄连素(avonols)。因此，尽管FLS参与黄酮醇的合成途径已被研究，但其在黑莓中的表达模式和具体的调控机制仍待进一步研究验证。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供所述黑莓黄酮醇合成酶
基因RuFLS2的具体应用。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0008]所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0009]含有所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体。
[0010]所述的含有黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体，是植物表达载体。
[0011]进一步地，所述的植物表达载体是PB1121
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RuFLS2。
[0012]所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2在提高植物中黄酮醇类物质中的应用。
[0013]进一步地，所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2在提高植物中黄酮醇类物质中的应用，包括以下步骤：
[0014]1)构建黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体；
[0015]2)将所构建的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体转化到植物或植物细胞中；
[0016]3)培育筛选得到黄酮醇类物质含量提高的转基因植物。
[0017]所述的应用中，所述的黄酮醇类物质为柚皮素
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O
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葡萄糖苷、矢车菊素、芹菜素
‑7‑
葡萄糖苷、山奈酚
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O
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芸香糖苷、紫云英苷、槲皮素中的一种或几种。
[0018]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0019]本申请成功鉴定且分离了RuFLS2基因，其ORF长996bp，编码331个氨基酸组成的疏水酸性蛋白，属于2OG
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Fe(II)_Oxygenase超家族。时空表达分析显示RuFLS2基因在黑莓果实中表达量较高，在果实发育至红紫色时表达量达到峰值。异源过量表达烟草发现黄酮醇类物质，如柚皮素
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O
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葡萄糖苷(naringenin
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O
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glucoside)、矢车菊素(cyanidin)、芹菜素
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葡萄糖苷(apigenin 7
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glucoside)、山奈酚
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O
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芸香糖苷(kaempferol
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O
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rutinoside)、紫云英苷(astragalin)、槲皮素(quercitrin)等的合成含量增加，且RuFLS2的高表达提高了转基因烟草中NtF3H、NtFLS、NtDFR、NtANS基因的表达水平，说明RuFLS2是调控黑莓黄酮醇类物质合成的关键酶基因，在黄酮醇类物质的合成中有重要作用，有望应用于培育获得具有高含量黄酮类化物和酚类化合物的转基因植物，在植物药物制备
具有广大应用前景。
附图说明
[0020]图1为黑莓“Chester”果实不同发育阶段的表型图；
[0021]图2为RuFLS蛋白亲水性和结构域的预测图：(a)RuFLS1的亲水性；(b)RuFLS2的亲水性；(c)RuFLS1的结构域；(d)RuFLS2的结构域；
[0022]图3为RuFLSs中的保守域或基序图；
[0023]图4为RuFLS2基因在黑莓不同组织(a)和不同果实发育阶段的表达模式(b)图，不同字母表示有显著差异(p＜0.05)；
[0024]图5为WT和RuFLS2过表达烟草中类黄酮生物合成途径基因的表达模式图，其中：(a)RuFLS2；(b)NtFLS；(c)NtF3H；(d)NtDFR；(e)NtANS；(f)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.权利要求1所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.含有权利要求1所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体。4.根据权利要求3所述的含有黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体，其特征在于，所述的载体是植物表达载体。5.根据权利要求4所述的含有黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2的载体，其特征在于，所述的植物表达载体是PBI121
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RuFLS2。6.权利要求1所述的黑莓黄酮醇合成酶基因RuFLS2在提高植物中黄酮醇类物质中的应用。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雅琼，黄鑫，张春红，杨海燕，吴文龙，闾连飞，李维林，
申请(专利权)人：江苏省中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：