一种分泌合成反-β-法尼烯的重组蓝藻及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种分泌合成反

【技术实现步骤摘要】
一种分泌合成反
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β
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法尼烯的重组蓝藻及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及生物
，尤其涉及一种分泌合成反
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β
‑
法尼烯重组蓝藻的制备方法及其用途。

技术介绍

[0002]法尼烯(C
15
H
26
)又称金合欢烯，是一种挥发性倍半萜，广泛存在于植物果实、花或叶片中，是植物挥发油的主要成分。(反)
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β
‑
法尼烯((E)
‑
β
‑
farnesene，EBF)作为昆虫信息素在植物病害防御中起重要作用。因此，近年来法尼烯的生物合成备受关注。
[0003]EBF作为蚜虫报警信息素，不仅可以把蚜虫从其栖息地吸引出来、主动接触杀虫剂，降低杀虫剂的使用量，而且可以吸引蚜虫的天敌，避免杀虫剂的使用，进而保护蚜虫的天敌，有利于环境和生态安全(刘英杰et al.2016；Kamolsukyeunyong et al.2021；杨新玲et al.2004)。因此，已有化学合成EBF用于灭蚜杀虫剂协同剂或驱虫剂的研究和报道。但由于EBF在空气中易挥发和氧化失活等不稳定性，影响对庄稼局部施用EBF控制蚜虫行为的效果(杨新玲et al.2004)。
[0004]此外，近期的研究进展表明，EBF是蚊子气味受体的特异激活剂，少量的EBF分子就可以使蚊子能闻到空气中漂浮的微量除虫菊素而逃走。因此，EBF可以用作驱、灭蚊虫的高效协同剂(Liu et al.2021；Wang et al.2021)。
[0005]据报道全球每年因蚊、虫害造成的农业损失约高达2500亿美金，而我国每年因虫病害毁掉的良田也有上亿亩。而长期、大量使用杀虫剂及蚊虫耐药性的产生，对人类健康安全、土地、生态平衡、食品安全造成严重危害。因此，急需开发环境友好的驱虫剂或农药协同剂，以减少对杀虫剂的依赖及使用。
[0006]蓝藻是可以进行放氧光合作用的原核生物。蓝藻不仅环境适应能力强，广泛存在于自然环境中，其光合固碳及固氮功能有利用土壤改良及环境安全。但天然蓝藻不能合成EBF。因此，如果能把蓝藻改造为可以分泌合成具有生物活性EBF的重组蓝藻，用于蚊虫防治，将减少传统杀虫剂的使用，有利于生态平衡及环境安全。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是：如何通过合成生物学的方式制备分泌具有生物活性的(反)
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β
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法尼烯(EBF)的重组蓝藻。
[0008]为解决上述技术问题，第一个方面，本专利技术提供一种重组蓝藻，所述重组蓝藻含有反
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β
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法尼烯合酶的编码基因。
[0009]进一步地，上述的重组蓝藻中，所述反
‑
β
‑
法尼烯合酶来源于青蒿(Artemisia annua)。
[0010]进一步地，上述的重组蓝藻中，所述反
‑
β
‑
法尼烯合酶选自下述任一种蛋白质：
[0011]P1)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；
[0012]P2)将P1)所示的蛋白质经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与P1)
所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有反
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β
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法尼烯合酶活性的蛋白质；
[0013]P3)在P1)或P2)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。
[0014]其中，SEQ ID NO.1由574个氨基酸残基组成。
[0015]上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0016]上述蛋白质中，蛋白标签(protein
‑
tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。
[0017]进一步地，上述的重组蓝藻按照包括如下步骤的方法构建：将所述反
‑
β
‑
法尼烯合酶的编码基因导入受体蓝藻，得到所述重组蓝藻。
[0018]进一步地，上述的重组蓝藻中，所述受体蓝藻为下述任一种：
[0019]T1)色球藻科蓝藻；
[0020]T2)集胞藻属蓝藻；
[0021]T3)聚球藻属蓝藻。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述反
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β
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法尼烯合酶的编码基因导入所述受体蓝藻的pta基因位点。来自青蒿的反
‑
β
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法尼烯合酶(EBF合酶)编码基因EBFs取代了乙酸合成途径第一个酶的编码基因pta。所述重组蓝藻是将所述受体蓝藻的pta基因替换为所述反
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β
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法尼烯合酶的编码基因得到的重组蓝藻。所述受体蓝藻可为集胞藻属蓝藻，具体地，所述蓝藻可为集胞藻6803(Synechocystis sp.PCC 6803)；
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述反
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β
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法尼烯合酶的编码基因导入所述受体蓝藻的NblA基因位点。来自青蒿的反
‑
β
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法尼烯合酶(EBF合酶)编码基因EBFs取代了所述受体蓝藻的NblA基因。所述重组蓝藻是将所述受体蓝藻的NblA基因替换为所述反
‑
β
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法尼烯合酶的编码基因得到的重组蓝藻。所述受体蓝藻可为聚球藻属蓝藻；具体地，所述蓝藻可为聚球藻7942(Synechococcus elongatus PCC 7942)或聚球藻2973(Synechococcus elongatus UTEX 2973)。
[0024]进一步地，上述的重组蓝藻中，所述反
‑
β
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法尼烯合酶的编码基因选自g1)
‑
g3)任一种：
[0025]g1)核苷酸序列是序列表中序列2第608
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2332位所示的DNA分子；
[0026]g2)核苷酸序列是序列表中序列4或序列7所示的DNA分子；
[0027]g3)与g1)或g2)限定的DNA分子具有80％以上的同一性且编码具有反
‑
β
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法尼烯合酶功能的蛋白质的DNA分子。
[0028]为解决上述技术问题，第二个方面，本专利技术提供核酸分子，所述核酸分子编码所述的反
‑
β
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法尼烯合酶。
[0029]进一步地，上述的核酸分子，所述核酸分子选自g1)
‑
g3)任一种：
[0030]g1)核苷酸序列是序列表中序列2第608
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重组蓝藻，其特征在于：所述重组蓝藻含有反
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β
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法尼烯合酶的编码基因。2.根据权利要求1所述的重组蓝藻，其特征在于：所述反
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β
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法尼烯合酶来源于青蒿(Artemisia annua)。3.根据权利要求1或2所述的重组蓝藻，其特征在于：所述反
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β
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法尼烯合酶选自下述任一种蛋白质：P1)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；P2)将P1)所示的蛋白质经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与P1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有反
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β
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法尼烯合酶活性的蛋白质；P3)在P1)或P2)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。4.根据权利要求1
‑
3中任一所述的重组蓝藻，其特征在于，所述重组蓝藻按照包括如下步骤的方法构建：将所述反
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β
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法尼烯合酶的编码基因导入受体蓝藻，得到所述重组蓝藻。5.根据权利要求1
‑
4中任一所述的重组蓝藻，其特征在于，所述受体蓝藻为下述任一种：T1)色球藻科蓝藻；T2)集胞藻属蓝藻；T3)聚球藻属蓝藻。6.核酸分子，其特征在于：所述核酸分子编码权利1
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5中任一项所述的反
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β
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法尼烯合酶。7.根据权利要求6所述的核酸分子，其特征在于，所述核酸分子选自g1)
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，李寅，张伟，杨帆，
申请(专利权)人：中国科学院微生物研究所，
类型：发明
国别省市：