【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物，具体涉及zmgch2蛋白及其编码基因在调控植物籽粒叶酸含量中的应用。
技术介绍
1、叶酸(folic acid，fa)是一类动植物生长发育必须的水溶性b族维生素，参与dna甲基化、表观遗传等重要生命活动，它与人体健康、动物奶质和植物自身的品质、抗性等密切相关。叶酸在人体和动物中不能自主合成，人体生命活动所需的叶酸主要来自日常饮食，其中在小麦、水稻和玉米等主粮作物中的叶酸含量较低，一般为20～60ug/100g，世界卫生组织建议成人每日叶酸的摄入量为400ug，孕期妇女为600ug。所以，人们通过日常饮食摄入的叶酸含量难以达到建议摄入量，使得叶酸缺乏症成为了一个全球范围内的营养健康问题。如果能够对植物进行叶酸强化，获得高叶酸含量的作物，让人们从主粮作物中获得的叶酸量能满足生命活动需求，便可避免摄入过量人工合成fa带来的副作用。因此，主粮作物叶酸强化对解决叶酸缺乏症具有重要意义。
2、随着基因编辑等技术的快速发展，利用代谢工程策略来叠加叶酸基因被认为是作物叶酸强化的潜在选择。通过代谢工程进行叶酸强化的研究主要是针对叶酸合成通路上的关键酶基因等进行过表达，从而提高作物叶酸含量。因此，叶酸合成相关基因的克隆和功能解析是进行叶酸生物强化的基础。尽管前人在叶酸基因方面做了一些工作，但目前克隆的叶酸基因并不多，其基因功能验证和分子调控机制尚待进一步的研究。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是如何调控植物籽粒叶酸含量、培育高叶酸含量植物。
3、本专利技术提供了zmgch2蛋白在如下1)-3)中的应用：
4、1)调控植物籽粒叶酸含量；
5、2)培育籽粒叶酸含量提高的转基因植物；
6、3)植物育种；
7、所述zmgch2蛋白为a1)或a2)或a3)或a4)：
8、a1)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；
9、a2)在序列2所示的蛋白质的n端或/和c端连接标签得到的融合蛋白质；
10、a3)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物籽粒叶酸含量相关的蛋白质；
11、a4)与序列2所示的氨基酸序列具有90％同一性、来源于玉米且与植物籽粒叶酸含量相关的蛋白质。
12、其中，序列2由475个氨基酸残基组成。
13、上述a2)所述的蛋白质中，所述标签是指利用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。
14、上述a3)所述的蛋白质中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过9个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过8个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过7个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过6个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过5个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过4个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过3个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过2个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过1个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
15、上述a4)所述的蛋白质中，所述同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如ncbi主页网站的blast网页。例如，可在高级blast2.1中，通过使用blastp作为程序，将expect值设置为10，将所有filter设置为off，使用blosum62作为matrix，将gap existence cost，per residue gap cost和lambdaratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。所述同一性包括与本专利技术的序列2所示的氨基酸序列具有90％或更高，或91％或更高，或92％或更高，或93％或更高，或94％或更高，或95％或更高，或96％或更高，或97％或更高，或98％或更高，或99％或更高同源性的氨基酸序列。
16、上述a1)或a2)或a3)或a4)所述的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
17、为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了与zmgch2蛋白相关的生物材料的新用途。
18、本专利技术提供了与zmgch2蛋白相关的生物材料在如下1)-3)中的应用：
19、1)调控植物籽粒叶酸含量；
20、2)培育籽粒叶酸含量提高的转基因植物；
21、3)植物育种；
22、所述生物材料为编码zmgch2蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物。
23、上述应用中，所述编码zmgch2蛋白的核酸分子为如下b1)或b2)或b3)所示的基因：
24、b1)序列1所示的dna分子；
25、b2)序列3所示的dna分子；
26、b3)与b1)或b2)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码上述zmgch2蛋白的dna分子。
27、其中，所述核酸分子可以是dna，如cdna、基因组dna或重组dna；所述核酸分子也可以是rna，如mrna或hnrna等。
28、本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码上述zmgch2蛋白的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有编码上述zmgch2蛋白的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码上述zmgch2蛋白且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。
29、这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
30、上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。
31、上述应用中，所述表达盒是指能够在宿主细胞中表达zmgch2蛋白的dna，该dna不但可包括启动zmgch2转录的启动子，还可包括终止zmgch2转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子；组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子。合适的转录终止子包括但不限于：农本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.ZmGCH2蛋白在如下1)-3)中的应用：
2.与ZmGCH2蛋白相关的生物材料在如下1)-3)中的应用：
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述编码ZmGCH2蛋白的核酸分子为如下b1)或b2)或b3)所示的基因：
4.根据权利要求1-3任一所述的应用，其特征在于：所述叶酸为5-甲酰四氢叶酸和/或5-甲基四氢叶酸。
5.一种培育籽粒叶酸含量提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：提高受体植物中ZmGCH2蛋白的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的籽粒叶酸含量高于所述受体植物；
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述叶酸为5-甲酰四氢叶酸和/或5-甲基四氢叶酸。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述提高受体植物中ZmGCH2蛋白的含量和/或活性的方法为在受体植物中过表达ZmGCH2蛋白。
8.根据权利要求5-7任一所述的方法，其特征在于：所述过表达的方法为将ZmGCH2蛋白的编码基因导入受体植物中。
9.根据权利要求5-8任一所述的方法，其特
10.根据权利要求1-4任一所述的应用或权利要求5-9任一所述的方法，其特征在于：所述植物为c1)或c2)或c3)或c4)：
...【技术特征摘要】
1.zmgch2蛋白在如下1)-3)中的应用：
2.与zmgch2蛋白相关的生物材料在如下1)-3)中的应用：
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述编码zmgch2蛋白的核酸分子为如下b1)或b2)或b3)所示的基因：
4.根据权利要求1-3任一所述的应用，其特征在于：所述叶酸为5-甲酰四氢叶酸和/或5-甲基四氢叶酸。
5.一种培育籽粒叶酸含量提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：提高受体植物中zmgch2蛋白的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的籽粒叶酸含量高于所述受体植物；
6.根据权利要求5所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵久然，宋伟，焦炎炎，卢柏山，史亚兴，潘雨静，董会，刘辉，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：
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。