【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基因工程，具体涉及一种促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因及其应用。
技术介绍
1、褪黑素（melatonin），其化学名称为n-乙酰基-5-甲氧基-色胺，是一种在哺乳动物和人类体内由松果体产生的结构简单、低分子量的吲哚类激素。在生物学与医学领域，褪黑素因其多重生理功能而备受关注，它具有促进睡眠、调节时差、抗衰老、调节免疫、抗肿瘤等作用，已被广泛应用于保健和医疗产品中。近年来，研究不仅关注褪黑素在哺乳动物和人类中的作用，还扩展到了其在植物中的功能，研究证实，褪黑素在植物中同样广泛存在，并在抵御低温、干旱、盐胁迫、病虫害等环境胁迫中发挥重要的调控作用。外源施用适宜浓度褪黑素可以促进作物生长，提高其产量和品质，并增强其抗逆性。对于一些具有重要药用价值的植物来说，褪黑素的存在不仅成为药用植物治疗疾病的重要物质，适度提高植物内源性褪黑素不仅会刺激药用植物中特定的次生代谢产物的产生，从而保护细胞不受损害，提高了植物的抗逆性，也有助于提升药用植物的品质和利用价值。
2、然而，植物中褪黑素生物合成途径十分灵活与复杂，除了一些拟南芥等模式植物中部分褪黑素合成关键基因被鉴定外，其它非模式植物中褪黑素的合成基因及机制尚不清楚，这些限制了褪黑素调控机理的研究及其在分子育种的应用。
3、研究发现，不同植物物种中褪黑素含量变化很大，如何充分利用高价值的药用植物内源性褪黑素仍是目前有待解决的问题；植物中的褪黑素合成途径之一是从色氨酸开始，通过芳族氨基酸脱羧酶转化为5-羟色胺（serotonin，5-ht）
4、人参（panax ginseng c. a. meyer）被誉为名贵的中药材，具有悠久的使用历史，其独特的药效成分——人参皂苷，为它赢得了极高的声誉；然而，为了充分发挥人参的最佳治疗效果，高品质的药材是至关重要的。遗憾的是，由于野生人参资源的日益减少和人工种植人参受环境影响较大，高品质的人参药材变得非常稀缺。关键在于，人参中人参皂苷的组成与含量受到生物合成途径中一系列关键酶基因的调控，这些基因的表达水平和功能受到多种因素的影响，如激素调节和生物胁迫等。
技术实现思路
1、为了提升人参的药效和品质，通过调控pgcomt2基因，可以促进植物合成更多的褪黑素和人参皂苷，旨在为人参的品质改良和提高药用活性成分人参皂苷等的含量研究提供新的思路和工具。
2、为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因，所述pgcomt2基因序列如seq id no.1所示。
3、作为优选，所述pgcomt2基因的引物序列如seq id no.2和seq id no.3所示。
4、作为优选，所述pgcomt2基因编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.4所示。
5、作为优选，所述pgcomt2基因的获得方法为：系统地筛选出受外源物质meja（茉莉酸甲酯）、ja-ile（茉莉酸异亮氨酸）和cor（冠菌素）诱导的人参comt家族基因，通过与人参皂苷生物合成酶基因的表达模式、人参皂苷积累规律进行比较分析筛选。
6、基于一个总的专利技术构思，本方案还提供了一种促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因的重组载体，所述pgcomt2基因与植物表达载体连接。
7、作为优选，所述植物表达载体为pcambia1302。
8、基于一个总的专利技术构思，本方案还提供了一种促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因或促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因的重组载体在提升人参抗逆性和褪黑素、人参皂苷含量的应用。
9、作为优选，所述应用方法为：通过过表达所述pgcomt2基因，提高人参细胞中褪黑素和人参皂苷的含量。
10、下面对本专利技术作进一步说明：
11、本方案克隆了pgcomt2基因，并在褪黑素和人参皂苷合成方面进行了应用研究，发现褪黑素与人参皂苷的合成密切相关，通过调控pgcomt2基因，可以促进植物合成更多的褪黑素和人参皂苷，从而提高人参药材的品质和人参皂苷的产量。
12、首先，通过茉莉酸甲酯（meja）、茉莉酸异亮氨酸（ja-ile）和冠菌素（cor）诱导的人参基因差异表达的转录组测序分析，筛选出一系列受上述物质诱导的comt家族基因，在众多comt基因中，pgcomt2基因尤为引人注目，该基因的表达模式与褪黑素和人参皂苷的合成密切相关。
13、进一步的研究表明，通过农杆菌a4介导的遗传转化，将pgcomt2基因导入人参叶片中，可以实现瞬时过表达，这种过表达可以显著提高人参细胞中褪黑素和人参皂苷的含量。基于这些研究结果，可以得出结论：利用过表达pgcomt2基因的方法可以有效地提高人参中褪黑素和人参皂苷的含量。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、（1）本专利技术采用转录组测序技术，系统地筛选出受外源物质meja、ja-ile和cor诱导的人参comt家族基因，通过与人参皂苷生物合成酶基因的表达模式、人参皂苷积累规律进行比较分析筛选出pgcomt基因，为后续研究提供了更为精准的候选基因。
16、（2）通过深入研究pgcomt2基因的作用机制，更好地了解其在调节褪黑素、人参皂苷生物合成和提高抗逆性方面的作用。这不仅有助于提升人参的药用价值，还为药用植物的可持续发展提供了有益的参考。
17、（3）本专利技术采用瞬时过表达pgcomt2基因的方法，能够快速、有效地提高人参中褪黑素和人参皂苷的含量，这充分证明了利用过表达pgcomt2基因能够显著提高褪黑素和人参皂苷含量，为提高人参品质提供了一种高效的技术手段和新的途径。
18、（4）本专利技术提供了一种利用人参pgcomt2基因促进人参中褪黑素合成的同时提高人参皂苷含量的方法，该方法基于先进的基因表达分析技术，通过瞬时过表达pgcomt2基因，可以实现高效的人参品质改良。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的PgCOMT2基因，其特征在于，所述PgCOMT2基因序列如SEQ ID NO.1所示。
2.根据权利要求1所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的PgCOMT2基因，其特征在于，所述PgCOMT2基因的引物序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
3.根据权利要求1所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的PgCOMT2基因，其特征在于，所述PgCOMT2基因编码的蛋白氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。
4.根据权利要求1所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的PgCOMT2基因，其特征在于，所述PgCOMT2基因的获得方法为：筛选出受外源物质MeJA、JA-Ile和COR诱导的人参COMT家族基因，通过与人参皂苷生物合成酶基因的表达模式、人参皂苷积累规律进行比较分析筛选。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的PgCOMT2基因的重组载体，其特征在于，所述PgCOMT2基因与植物表达载体连接。
6.根据权利要求5所述的促进人参中褪黑
7.一种如权利要求1-4任一项所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的PgCOMT2基因或如权利要求5-6任一项所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的的PgCOMT2基因的重组载体在提升人参抗逆性和褪黑素、人参皂苷含量的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：通过过表达所述PgCOMT2基因，提高人参细胞中褪黑素和人参皂苷的含量。
...【技术特征摘要】
1.一种促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因，其特征在于，所述pgcomt2基因序列如seq id no.1所示。
2.根据权利要求1所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因，其特征在于，所述pgcomt2基因的引物序列如seq id no.2和seq id no.3所示。
3.根据权利要求1所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因，其特征在于，所述pgcomt2基因编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.4所示。
4.根据权利要求1所述的促进人参中褪黑素和人参皂苷合成的pgcomt2基因，其特征在于，所述pgcomt2基因的获得方法为：筛选出受外源物质meja、ja-ile和cor诱导的人参comt家族基因，通过与人参皂苷生物合成酶基因的表达模式...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。