调控百合萜类花香物质合成的转录复合体及其应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，尤其涉及调控百合萜类花香物质合成的转录复合体及其应用。本发明专利技术提供了一种启动子如SEQ ID NO.5所示，能够启动百合萜类花香物质合成的关键酶LiTPS2基因的表达。进一步，本发明专利技术发现了转录因子LiMYB1和LiMYB330可以发生互作形成转录复合体，该转录复合体通过与百合单萜合成酶基因LiTPS2的启动子结合，显著增强了LiTPS2的表达，促进百合中萜烯类物质的合成，为改善百合香气性状奠定良好的应用基础，可培育出符合市场需求的百合品种。合市场需求的百合品种。

【技术实现步骤摘要】
调控百合萜类花香物质合成的转录复合体及其应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，尤其涉及调控百合萜类花香物质合成的转录复合体及其应用。

技术介绍

[0002]花香是指植物产生的具有芳香气味的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)，一般是低分子量的亲脂性混合物，在花卉的观赏性状中具有非常重要的价值。其中萜烯类化合物作为植物花香成分的第一大类物质，其普遍存在于植物的营养器官和花器官中，种类繁多，迄今在植物中已发现了25000种。萜烯类化合物的合成不仅赋予了植物丰富怡人的香气，提高了其观赏价值，同时在生理生态方面也发挥着重要作用，如植物防御、吸引授粉者以及调节植物生长发育。此外，萜烯类物质在日常生活中也被广泛应用于化妆品、医药以及食品等的生产中，具有较高的应用价值和经济效益。
[0003]目前植物萜烯类挥发物的合成途径已经基本阐明，发生在细胞质中的甲羟戊酸(mevalonate pathway,MVA)途径以及质体中的甲基赤藓醇磷酸(methylerythritol 4
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phosphate pathway,MEP)途径都参与萜烯类物质的合成。然而萜烯类挥发物的合成不仅受合成途径上关键酶基因的影响，还需要转录因子(TF)的参与。转录因子又称为反式作用因子，通过结合到真核基因启动子区域特定区域从而调控其表达。TF具有“多点调控”的优势，可以激活特定代谢途径上多个基因的协同表达，因此将TF转化到不同的植物中，可有效的提高目标代谢产物的合成。MYB转录因子，作为植物中最大的一类转录因子家族之一，广泛分布于植物中，目前关于MYB转录因子家族调控植物次生代谢产物合成的研究已多有报导，但关于MYB类转录因子在萜烯次级代谢中的作用仍有大量的研究空白。此外，不同MYB转录因子之间也可以相互作用形成转录复合体，并且转录复合体对植物次生代谢产物合成的调控作用较单独的转录因子更加精准和高效，然而目前有关MYBs转录复合体调控萜类物质合成的研究鲜有报导。
[0004]百合(Lilium spp.)是世界上著名的球根花卉，其品种丰富，香气类型各异；研究表明，单萜类物质是香型百合的关键致香成分，因此百合也是研究植物花香物质代谢及萜类代谢工程的有优良模式植物。目前对百合花香的研究主要集中在花香物质的定性定量分析，单萜类物质及苯环类物质合成酶基因克隆等方面展开，极少数研究关注了转录因子对百合萜类花香物质合成的调控作用，且目前尚未有涉及转录因子复合体调控百合萜类花香物质合成的研究，因此，对调控百合萜类物质合成的转录因子及其复合体作用机制进行解析，对于系统的阐明百合萜类代谢调控机制以及百合花香育种具有重要意义，同时也为开发高效的植物萜类代谢工程提供理论依据。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种改良百合萜类花香物质合成的MYBs转录复合体及其在调控萜烯类物质合成中的应用，以高效精准调控百合花
瓣中萜烯类物质的含量，从而为百合品质调控，新品种培育奠定一定的基础。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种启动子，其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。
[0007]上述启动子是通过染色体步移法获得，启动子长度为990bp。上述启动子能够启动百合萜类花香物质合成的关键酶LiTPS2基因的表达。
[0008]第二方面，本专利技术提供了与上述启动子相结合的转录因子，其为转录因子LiMYB1或转录因子LiMYB330；转录因子LiMYB1的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示；转录因子LiMYB330的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。
[0009]在一些实施方案中，LiMYB1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；和/或，LiMYB330的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0010]LiMYB1基因包含开放阅读框639bp，编码212个氨基酸；LiMYB330基因包含开放阅读框756bp，编码251个氨基酸。
[0011]第三方面，本专利技术提供了一种转录复合体，包括转录因子LiMYB1和转录因子LiMYB330；转录因子LiMYB1和转录因子LiMYB330的氨基酸序列同上。
[0012]在一些实施方案中，LiMYB1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；LiMYB330的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0013]第四方面，本专利技术提供了一种生物材料，其中包括上述启动子、或上述转录因子、或上述转录复合体；所述生物材料为重组DNA、质粒载体、病毒载体或宿主细胞。
[0014]在一些实施方案中，所述宿主细胞为酵母细胞或烟草细胞。
[0015]在一些实施方案中，所述宿主细胞为工程菌；优选为大肠杆菌或农杆菌。
[0016]在一些实施方案中，所述转录复合体在酵母双杂体系中发生互作。
[0017]第五方面，本专利技术提供了上述启动子、或上述转录因子、或上述转录复合体、或上述生物材料在调控百合萜烯类花香物质合成中的应用；优选为在调控百合单萜类花香物质合成中的应用。
[0018]在一些实施方案中，所述百合单萜类花香物质为罗勒烯和/或芳樟醇。
[0019]第六方面，本专利技术提供了上述启动子、或上述转录因子、或上述转录复合体、或上述生物材料在调控百合单萜合成关键酶基因表达中的应用；优选地，所述百合单萜合成关键酶基因为LiDXS、LiDXR或LiTPS2中的至少一种。
[0020]在本专利技术中，所述转录因子或转录复合体通过与所述启动子结合，调控百合萜烯类花香物质合成或调控百合单萜合成酶基因表达。具体而言，LiMYB1与LiMYB330互作形成的MYBs转录复合体通过直接与百合单萜合成酶基因LiTPS2的启动子相结合，从而促进(激活)LiTPS2的表达。当LiMYB1与LiMYB330两种转录因子构成转录复合体共同作用时，显著强于上述单独转录因子对LiTPS2表达的促进作用。
[0021]此外实验结果证实，过表达LiMYB1和LiMYB330显著提高了植物萜烯类花香物质的含量；沉默LiMYB1和LiMYB330基因后，萜烯类物质的含量显著降低。
[0022]第七方面，本专利技术提供了上述启动子、或上述转录因子、或上述转录复合体、或上述生物材料在制备转基因植物或植物育种中的应用。
[0023]在一些实施方案中，植物育种的目的为改良植物花香。
[0024]在一些实施方案中，所述植物为百合属植物。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0026]本专利技术提供的启动子能够启动百合萜类花香物质合成的关键酶LiTPS2基因的表达。进一步，本专利技术发现了转录因子LiMYB1和LiMYB330可以发生互作形成转录复合体，该转录复合体通过与百合单萜合成酶基因LiTPS2的启动子结合，显著增强了LiTPS2的表达，促进百合中萜烯类物质的合成，为改善百合香气性状奠定良好的应用基础，可培育出符合市场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种启动子，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。2.与权利要求1所述启动子相结合的转录因子，其特征在于，其为转录因子LiMYB1或转录因子LiMYB330；转录因子LiMYB1的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示；转录因子LiMYB330的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。3.根据权利要求2所述的转录因子，其特征在于，LiMYB1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；和/或，LiMYB330的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。4.一种转录复合体，其特征在于，包括转录因子LiMYB1和转录因子LiMYB330；转录因子LiMYB1和转录因子LiMYB330的氨基酸序列同权利要求2。5.根据权利要求4所述的转录复合体，其特征在于，转录因子LiMYB1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；转录因子LiMYB330的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。6.一种生物材料，其特征在于，其中包括权利要求1所述的启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明，郭子雨，张鹏，梁苡琳，钟剑，郭彦宏，张启翔，程堂仁，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：