[发明专利]提高大豆蛋白质含量和质量的表达载体及其制法和用途

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体说，是涉及提高大豆蛋白质含量和质量的表达载体及其制法和用途。

背景技术

大豆是我国重要农作物之一，含有丰富的蛋白质和人体及动物不能合成的8种必需氨基酸，是人类食物和动物养殖的主要植物蛋白来源。近年来，联合国粮农组织极力主张发展大豆食品，以解决目前发展中国家蛋白质资源不足的现状。因此，提高大豆蛋白含量及质量是最重要的内容之一。

目前随着人们健康及保健意识的提高，优质的高蛋白大豆粉在市场的需求量正逐年上升。对于有些不能食用动物蛋白的特殊疾病患者，由优质大豆制成的高蛋白制品对这样的人群更为重要。大豆高蛋白育种对于动物以及大豆早期自身的生长等多方面都会带来一定的益处。以优质高蛋白大豆作为家畜的饲料，减少和避免使用动物饲料，将更有助于家畜的生长。种子中的贮藏蛋白在种子萌动发芽中是一种氮源，具有非常重要的作用。如果以高蛋白大豆作为种子，内源氮素丰富，大豆早期的生长将会更好。我国是一个人口众多的发展中国家，为满足我国不断增长人口对农作物的需求，采用增加种植面积来达到增产的目的已经不符合当前我国的基本国策，而通过在现有单产基础上提高农作物蛋白质的生产率获得更有营养的农作物，是一种更为科学和经济的增产方式。因此，种植高蛋白大豆还可提高单位土地面积蛋白质生产量，提高土地的生产率。

在大豆蛋白质中90％是盐溶性球蛋白(Fukushima D，Chemistry，technology，and nutrition.Food Reviews Irnational.1991，7：323～351)，按照在一定pH和盐离子浓度环境中沉降系数不同，盐溶性球蛋白又可分为2S、7S、11S和15S四种组分。其中7S和11S球蛋白是两种主要的成分，分别被称为豌豆球蛋白(Vicilin)和豆球蛋白(Legumin)(盖钧镒.大豆品质育种.农作物品质育种(刘后利主编)，湖北科学技术出版社.2001，pp：269～331)。大豆的豆球蛋白主要为大豆球蛋白(Glycinin)，约占成熟种子总蛋白含量的40％(Utsumi S，Adv Food Nutr Res，1992，36：89～208；Utsumi S，et al，Food Proteins and Their Applications，MarcelDekker，New York，1997，257～291)，是目前大豆盐溶性球蛋白研究的重点。

尽管大豆是一种营养价值较高的作物，已具有完全蛋白的美称，但是根据人们对大豆蛋白氨基酸组成分析发现，大豆缺乏含硫氨基酸(甲硫氨酸和胱氨酸)(胡明祥等，大豆品质育种.作物品质育种(翟风林等编著)，农业出版社，1988，pp：407～453)，这已成为大豆蛋白质营养价值的重要限制因素。因此设法提高含硫氨基酸的含量，是当今改良大豆营养品质研究的重要课题。

大豆的11S球蛋白含有较丰富的甲硫氨酸(1.3％-1.8％)及胱氨酸(1.4％～1.7％)，而在7S豌豆球蛋白中两种含硫氨基酸含量较少，分别为0.3％左右(盖钧镒.大豆品质育种.农作物品质育种(刘后利主编)，湖北科学技术出版社.2001，pp：269～331)。因此在大豆贮藏蛋白中增加11S蛋白含量，将能够提高大豆蛋白质的质量。从人们对大豆蛋白质保健功能研究结果显示，大豆球蛋白还具有天然的降血脂和降低血浆胆固醇的作用。盖钧镒在《大豆品质育种》一文中也提出，从避免动物性食品中的胆固醇问题，由大豆制成的人造肉将是人类未来的重要蛋白质营养来源(盖钧镒.大豆品质育种.农作物品质育种(刘后利主编)，湖北科学技术出版社.2001，pp：269～331)。在我国，大豆的主要用途之一是加工豆腐制品，供人们食用。由11S蛋白组分凝结制得的豆腐比7S蛋白组分凝结制得的豆腐结构要坚实(胡明祥等，大豆品质育种.作物品质育种(翟风林等编著)，农业出版社，1988，pp：407～453)。而且从改善大豆分离蛋白的性质与功能出发，也要求增加11S球蛋白含量(盖钧镒.大豆品质育种.农作物品质育种(刘后利主编)，湖北科学技术出版社.2001，pp：269～331)。