一个大豆天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶家族基因GmAK-HSDH的应用制造技术

技术编号：40508248 阅读：17 留言：0更新日期：2024-03-01 13:23

本发明专利技术公开了一个大豆天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶家族基因GmAK‑HSDH的应用。大豆GmAK‑HSDH蛋白编码基因GmAK‑HSDH，其核苷酸序列为：SEQ ID NO.1。将构建的过表达载体pBA002‑GmAK‑HSDH利用子叶节转化法转入受体材料JACK。表明该基因可以作为目的基因导入大豆植株，通过GmAK‑HSDH基因的过量表达，使转基因大豆种子水溶蛋白和蛋白质含量显著提高。可见,本发明专利技术所述的大豆GmAK‑HSDH蛋白编码基因GmAK‑HSDH可通过基因工程手段在提高大豆种子蛋白加工品质，培育高蛋白大豆品种方面的应用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物基因工程领域,涉及一个大豆天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶家族基因gmak-hsdh的应用，具体涉及来源于栽培大豆，编码天冬氨酸激酶(ak)和高丝氨酸脱氢酶(hsdh)两大功能结构域基因gmak-hsdh在调控大豆籽粒水溶蛋白和蛋白质含量相关方面的应用。

技术介绍

1、栽培大豆(glycine max(l.)merr.)是一种广泛分布于世界各地的重要的种子作物，最初是从野生大豆(g.soja sieb.and zucc.)驯化而来。大豆作为一种主要的油料种子作物，为食品、饲料和工业应用提供了有价值的植物油和蛋白质。大豆蛋白通常易溶于水，而传统大豆食品中只能加工和利用水溶性蛋白，因此水溶蛋白含量成为大豆食品加工的重要指标。

2、天冬氨酸衍生氨基酸的生物合成第一步是通过单功能天冬氨酸激酶(aks)和双功能天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶(ak-hsdhs)将天冬氨酸转化为天冬氨酸-4-磷酸。接着天冬氨酸-4-磷酸转化为天冬氨酸半醛，分支点的中间产物用于lys或met，thr和ile的生物合成。其中一条大分支为met,thr和ile的生物合成，关键步骤是由双功能ak-hsdhs催化天冬氨酸半醛形成同源丝氨酸。高等植物有多种编码ak和ak-hsdh的基因。例如，拟南芥(arabidopsis thaliana)核基因组包含3个ak编码基因(ak1[at5g13280]、ak2[a5g14060]和ak3[at3g02020])和2个ak-hsdh编码基因(ak-hsdh1[at1g31230]和ak-hsdh2[a

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供公开编码天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢酶两大功能结构域基因gmak-hsdh的高品质基因工程应用。gmak-hsdh基因在大豆各组织中均有表达，亚细胞定位显示gmak-hsdh编码的蛋白定位在叶绿体。在大豆中过表达gmak-hsdh基因提高了大豆种子的水溶蛋白和蛋白质含量。

2、gmak-hsdh作为目的基因通过基因工程手段在受体材料中过量表达该基因从而改变大豆种子水溶蛋白和蛋白质含量。

3、本研究通过测定由南京农业大学国家大豆改良中心提供，来自于中国三大大豆主产区的25个省份，以及海外大豆主产区：美国，巴西等国家的272份栽培品种组成的自然群体在三个环境中水溶蛋白含量，结合重测序标记进行全基因组关联分析，在8号染色体显著关联的snp位点发掘出一个编码天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢酶两大功能结构域基因glyma.08g107800，可能影响大豆籽粒水溶蛋白含量。ak-hsdh是一个双功能的天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶，在天冬氨酸家族氨基酸合成通路中是重要的限速酶之一。

4、本专利技术的目的可通过如下技术方案实现:

5、大豆双功能酶编码基因gmak-hsdh在基因工程改造大豆种子中水溶蛋白和蛋白质含量的应用，所述的大豆双功能酶编码基因gmak-hsdh，编码区序列如seq id no.1所示，氨基酸序列如seq id no.2所示。

6、在大豆中，过表达gmak-hsdh基因提高了种子的水溶蛋白和蛋白质含量。

7、有益效果:

8、本专利技术中gmak-hsdh编码双功能的天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶。通过组织表达分析发现gmak-hsdh在大豆所有组织中均表达，在叶片和35d种子中的表达量较高，亚细胞定位显示gmak-hsdh蛋白于叶绿体中被定位到。大豆品种jack中过表达gmak-hsdh，发现与对照相比，转基因大豆种子的水溶蛋白和蛋白质含量有所提高。转基因大豆种子的水溶蛋白和蛋白质含量统计分析表明gmak-hsdh过表达转基因株系与对照相比能够显著提高大豆种子的水溶蛋白和蛋白质含量。本专利技术公开了该基因在调控大豆品质性状中的效用，可以通过定向地改造作物的水溶蛋白和蛋白质含量，提高作物的品质。

9、利用植物过表达载体pba002-gmak-hsdh,将本专利技术的gmak-hsdh导入植物体内,可以调控植株种子的品质性状，获得转基因植株。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶家族基因GmAK-HSDH，其核苷酸序列为：SEQ IDNO.1。

2.权利要求1所述的基因编码的GmAK-HSDH蛋白，其氨基酸序列为：SEQ ID NO.2。

3.含有权利要求1所述的GmAK-HSDH蛋白编码基因的重组表达载体。

4.权利要求1所述的GmAK-HSDH蛋白编码基因在增加大豆种子水溶蛋白和蛋白质含量中的应用。

5.权利要求3所述的重组表达载体在增加大豆种子水溶蛋白和蛋白质含量中的应用。

【技术特征摘要】

1.天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶家族基因gmak-hsdh，其核苷酸序列为：seq idno.1。

2.权利要求1所述的基因编码的gmak-hsdh蛋白，其氨基酸序列为：seq id no.2。

3.含有权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄方，喻德跃，董淑鹏，阚贵珍，杨中义，王慧，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：

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