三叶木通花青素合成调控基因AtrANS及其编码蛋白和应用制造技术

本发明专利技术属于三叶木通种植技术领域，公开了一种三叶木通花青素合成调控基因AtrANS及其编码蛋白和应用。本发明专利技术首次发现三叶木通花青素合成调控基因AtrANS，并公开了其核苷酸序列及其编码蛋白的序列，通过在三叶木通中瞬时表达ANS基因能够促进花青素的积累，沉默该基因能够减少花青素的积累。本发明专利技术还公开了包含AtrANS基因的过表达载体和沉默载体，并提供所述基因AtrANS在提升三叶木通果皮中花青素含量以及在培育高花青素含量的植物品种中的应用，该基因AtrANS能显著增强三叶木通花青素合成，为培育高花青素含量三叶木通新品种提供了基因和载体资源。基因和载体资源。基因和载体资源。

【技术实现步骤摘要】
三叶木通花青素合成调控基因AtrANS及其编码蛋白和应用


[0001]本专利技术属于三叶木通种植
，尤其涉及一种三叶木通花青素合成调控基因AtrANS及其编码蛋白和应用。

技术介绍

[0002]三叶木通(Akebia trifoliate(Thunb.)Koidz.)隶属木通科木通属，作为一种野生藤本果树，广泛分布于中国20多个省市，药、食、油和赏兼用，营养丰富，适种区域广，增产潜力大，经济效益高。三叶木通果皮颜色多样，在未成熟时呈绿色，成熟时颜色发生巨大变化，转变为白色、粉色、紫色等颜色。三叶木通具有重要的食用和观赏价值，作为一种新型水果，三叶木通果皮的颜色、果实的形状、大小等外观品质直接影响其商品价值，果皮颜色作为三叶木通一项重要的农艺性状，只有当果实成熟到一定程度后，才能表现出良好的色泽、风味和品质，果实的外观颜色是果实各项性能是否满足人们购买需求、是否成熟的最直观体现，意义重大。作为一种观赏植物，观果也是一项重要的内容，颜色是观赏植物最重要的观赏性状之一，色素代谢在观赏植物中一直是研究热点。
[0003]花青素是一类重要的黄酮类化合物，来自苯丙酸/类黄酮生物合成途径，是一种糖基化的多酚化合物，属于植物次生代谢产物的一大类，在花、种子、果实和营养组织中具有蓝色到红色到紫色等一系列颜色。在三叶木通中它是决定果皮颜色的主要色素物质，影响着三叶木通的果实品质，着色差的果实很难在市场上获得消费者的认可。花青素作为一种具有天然生物活性的植物色素，不仅具有强抗氧化性，其在营养器官中的合成和积累对植物适应和抵抗恶劣环境条件至关重要，可以增强植物对不同生物胁迫和非生物胁迫的抵抗能力。此外，富含花青素的食物因其诱人的颜色和对人体健康的益处而越来越受欢迎。如预防心血管疾病、减少糖尿病、控制肥胖等。
[0004]ANS(花青素合成酶)是花青素合成途径中后期第2个关键酶，是一种依赖于FeII/2
‑
氧戊二酸的双加氧酶，能催化C
‑
4的去羟基化，并在C环上形成一个双键，将无色的花青素转化为有色的花青素，对植物的色彩形成至关重要。一些报道揭示ANS参与调控花青素的生物合成，洋葱鳞片中ANS基因发生点突变，使巴西黄洋葱和美国红洋葱鳞片颜色发生改变；桃中的重组PpANS蛋白可以催化无色花青素形成花青素；洋葱的粉色性状与ANS基因的突变相关，其表达量在粉色洋葱中显著降低；而ANS过表达使水稻(Oryza sativa L)植株中的类黄酮物质和花青素的积累增加，种皮呈现紫红色。这些结果说明了ANS基因可以参与植物花青素的生物合成。目前ANS基因在三叶木通花青素合成中的作用还未见报道。
[0005]目前有关于三叶木通花青素生物合成调控研究有限，因此挖掘三叶木通花青素生物合成调控的候选基因，可为三叶木通或其它木通属的品质改良与分子育种提供理论与技术支持。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一
种三叶木通花青素合成调控基因AtrANS及其编码蛋白和应用。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0008]一种三叶木通花青素合成调控基因AtrANS，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。
[0009]一种用于克隆如权利要求1所述基因AtrANS的引物对，其碱基序列如下：
[0010]上游引物：5'
‑
AATTGCACCAAGACGAAA
‑
3'(如SEQ ID NO：3所示)；
[0011]下游引物：5'
‑
AATGTCATCAAGAGTGGTAC
‑
3'(如SEQ ID NO：4所示)。
[0012]一种过表达载体，包括载体PBI121
‑
GFP，在所述载体PBI121中包含如权利要求1所述基因AtrANS。
[0013]一种用于构建如权利要求3所述过表达载体的引物对，其碱基序列如下：
[0014]上游引物：5'
‑
GAGAACACGGGGGACTCTAGAATGGCAACACAAGTAGAGTAAAGTT ACA
‑
3'(如SEQ ID NO：5所示)；
[0015]下游引物：5'
‑
GCTCACCATGGATCCTCTAGATTATTTGGAGAGGAGAGTTTCTTGG
‑
3'(如SEQ ID NO：6所示)。
[0016]一种病毒诱导的基因沉默载体，包括载体TRV2，在所述载体TRV2中包含如权利要求1所述基因AtrANS。
[0017]一种用于构建如权利要求5所述基因沉默载体的引物对，其碱基序列如下：
[0018]上游引物：5'
‑
AAGGTTACCGAATTCTCTAGAACTAAAGGCTGTTGGTGAAGCTTT
‑
3'(如SEQ ID NO：7所示)；
[0019]下游引物：5'
‑
TCCCCATGGAGGCCTTCTAGAATCTCTATGGTGTCCCCAATGTG
‑
3'(如SEQ ID NO：8所示)。
[0020]一种基因AtrANS的编码蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。
[0021]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种基因AtrANS在提升三叶木通果皮中花青素含量的应用。
[0022]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种基因AtrANS在培育高花青素植物新品种中的应用。
[0023]优选的，所述植物为三叶木通。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0025]1、本专利技术首次发现三叶木通花青素合成调控基因AtrANS，并公开了其核苷酸序列及其编码蛋白的序列，通过在三叶木通中瞬时表达ANS基因能够促进花青素的积累，沉默该基因能够减少花青素的积累。
[0026]2、本专利技术还公开包含AtrANS基因的过表达载体和沉默载体，并提供所述基因AtrANS在提升三叶木通果皮中花青素含量以及在培育高花青素含量的植物品种中的应用，该基因AtrANS能显著增强三叶木通花青素合成，为培育高花青素含量三叶木通新品种提供了基因和载体资源。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术实施例中AtrANS氨基酸序列功能结构域分析；
[0029]图2是本专利技术实施例中AtrANS基因在三叶木通不同表型果皮中表达的情况分析(注：白色果皮(LW)、粉色果皮(GP)、紫色果皮(ZP)；S1，绿熟期；S2，转色期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三叶木通花青素合成调控基因AtrANS，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。2.一种用于克隆如权利要求1所述基因AtrANS的引物对，其特征在于，其碱基序列如下：上游引物：5'
‑
AATTGCACCAAGACGAAA
‑
3'；下游引物：5'
‑
AATGTCATCAAGAGTGGTAC
‑
3'。3.一种过表达载体，其特征在于，包括载体PBI121
‑
GFP，在所述载体PBI121中包含如权利要求1所述基因AtrANS。4.一种用于构建如权利要求3所述过表达载体的引物对，其特征在于，其碱基序列如下：上游引物：5'
‑
GAGAACACGGGGGACTCTAGAATGGCAACACAAGTAGAGTAAAGTT ACA
‑
3'；下游引物：5'
‑
GCTCACCATGGATCCTCTAGATTATTTGGAGA...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾明宝，陈建华，王越，肖进军，陈晓蓉，牛娟，孙志民，
申请(专利权)人：湖南省吉祥天生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：