[发明专利]一种百合酯类花香基因LoAAT1及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体地，涉及一种百合酯类花香基因LoAAT1及其应用。 

背景技术

大多数植物的花香是由一系列低分子量的挥发物混合在一起形成，其化学成分主要是萜烯类化合物、苯丙酸类化合物/苯环型化合物和脂肪酸衍生物（Pichersky et al，2006；Dudareva et al，2004）。经莽草酸途径形成的苯丙烷类酯类成分苯甲酸乙酯是百合主要特征香气成分之一（范燕萍，2008）。 

苯甲酸乙酯是苯丙酸类化合物/苯环型化合物，它是以L-苯丙氨酸前体的。在质体中通过莽草酸途径产生苯丙氨酸，在苯丙氨酸裂解酶（PAL）的催化作用下生成肉桂酸。肉桂酸在一系列酶的催化作用下合成苯甲醛、苯甲酸，在苯甲酸辅酶A连接酶（BZL）作用下，苯甲酸形成苯甲酰CoA （Boatright J. et al，2004），最后在醇酰基转移酶（AAT）催化下生成，该酶是控制苯甲酸乙酯形成的末端关键酶。 

Nordstrom（1962）首次指出酵母中酯类合成主要依靠酰基转移酶或酯合成酶的作用。到目前为止，已从不同的酵母中克隆出三个不同的醇酰基转移酶基因。花和果实是植物体中酯类挥发性成分合成的主要器官，成熟酯类挥发性成分构成了花和果实特有的香气，这一过程也与醇酰基转移酶有关。Ueda 和Ogata（1977）发现香蕉细胞提取液中的酯类挥发性香气成分的合成依赖酰基CoA和酰基转移酶。此后，人们在草莓、苹果、菠萝、甜瓜等水果中研究了醇酰基转移酶与酯类挥发性物质合成之间的关系。这些果实中酯类物质的形成都是在醇酰基转移酶的作用下，将酰基CoAs中的酰基转移到醇类底物形成了酯。Perez et al.（1993）对4个草莓品种果实成熟期间AAT活性的研究表明，各品种AAT活性均随果实成熟而增加，但不同品种最大活性差异很大。Shalit et al.（2001）的研究表明，富有香气的甜瓜品种‘Arava’成熟果实与未熟果实中香气挥发性成分组成显著不同。 

近年来，随着生物技术的发展，已经在花和果实中克隆了几个醇酰基转移酶基因。研究发现，这些结构和功能类似的酶是酰基转移酶类（EC 2.3.1.x）进化来的一个新类别，都属于酰基转移酶类的BAHD基因家族。植物中最早分离出的醇酰基转移酶基因来自Clarkia breweri花，BEAT编码苯甲醇乙酰转移酶，调控了乙酸苯甲酯的代谢，属于酰基转移酶的BAHD家族（Dudareva et al，1998）。D’Auria et al.（2002）采用表达序列标签（EST）文库搜索结合cDNA 末端快速扩增（RACE）技术从仙女扇中获得了BEBT的cDNA的全长。该基因与植物酰基转移酶基因序列具有很大的同源性，属于酰基转移酶中的BAHD家族。BEBT在花和受伤的叶片中都有表达，表明苯甲酸苄酯在植物防御机制中也起一定作用。