[发明专利]玫瑰RrDFR1基因在调控植物花青素合成中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域。具体涉及一种玫瑰基因片段的分离克隆、功能验证和应用。所述的基因与植物花青素代谢有关。将该基因的完整翻译区与花椰菜花叶病毒启动子结合后直接转入一般植物体，转基因植株的花色发生变化,花青素含量增加。 

背景技术

植物的色素主要有三大类:甜菜碱类、类胡萝卜素类和花青素类。其中花青素是广泛存在于植物中的一种水溶性色素,它由一个基本的结构母核以及不同的取代基组成,因取代基类型及位置的差异从而形成了具有不同颜色的花青素物质包括红、粉、紫和蓝色等,其中大约88％的被子植物的花颜色是由花青素决定的,花青素在结构上主要分三类:天竺葵素(pelargonidin)、矢车菊素(cyanidin)和飞燕草素(delphinidin)。花青素主要以糖苷的形式存在于表皮细胞的液包内并有多种生理功能,例如帮助植物传粉,提高植物抗病性，以及保护植物免受低温和紫外线伤害等；花青素也是迄今为止所发现的植物中最强效的自由基清除剂,其强大的抗氧化能力可以预防心血管疾病、抗肿瘤、抗突变、抗动脉硬化功能，调节免疫活性等功能。此外,花青素还是一种安全、无毒的天然食用色素。因此,花青素在园艺、医药、化妆、食品等方面具有一定的应用潜力和研究价值。 

玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)是蔷薇科蔷薇属落叶丛生灌木，花型秀美，芳香四溢，色彩绚丽，在中国传统名花中评价极高，素有“花中皇后”之称。玫瑰具有重要的经济价值,其花瓣含有丰富的花青素类物质，可以深入应用于食品、医疗、保健等。 

发明内容

本发明的目的提供一种分离的玫瑰功能基因RrDFR1在调控植物花青素合成中的应用，该基因与花色的形成相关。 

本发明通过下述技术方案实现： 

本发明提供了玫瑰中表达RrDFR1的基因编码序列及其功能，具体包括：RrDFR1基因的 核苷酸编码序列的克隆，表达载体构建，将该基因转化宿主烟草，获得转基因烟草植株，进行分子鉴定和表型观察。 

本发明首先从玫瑰中克隆出RrDFR1功能基因，该基因片段为具有特定序列的DNA分子，其开放阅读框为1050bp，其核苷酸序列如序列表SEQ ID N0：1所示。 

本发明还提供了这种玫瑰RrDFR1蛋白编码序列，它有349个氨基酸残基，其对应的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。 

本发明还提供了用于调取获得玫瑰样品中基因RrDFR1的一对核苷酸引物。该引物根据基因RrDFR1设计，使用该对引物对玫瑰花瓣样品cDNA进行PCR扩增可获得1050bp的基因片段。该引物对的DNA序列如下所示： 

P1正向引物:5’ATGGGATCGGAATCCGAG3’(见序列表SEQ ID NO：3) 

P2反向引物:5’TTAGCCTGTGACTTTGACACG3’(见序列表SEQ ID NO：4) 

本发明还提供了一对检测玫瑰RrDFR1基因在转基因烟草中表达的引物对。该引物对根据基因RrDFR1设计，用该对引物转化该基因的烟草样品cDNA进行RT-PCR扩增,检测该基因是否在转基因烟草中表达，获得长度为207bp的片段。 

上述引物对的DNA序列如下所示： 

P3正向引物:5’CAAGGGCATTGAGGAGAACTTGC3’(见序列表SEQ ID NO：5) 

P4反向引物:5’CCTGTGACTTTGACACGGACGA3’(见序列表SEQ ID NO：6) 

可以利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，通过直接DNA转化、电导、农杆菌介导等常规生物技术方法将本发明提供的RrDFR1的编码基因导入植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。使用本发明的基因片段构建到植物表达载体中时，在其转录起始核苷酸前面可加上任意一种增强启动子或诱导型启动子。为了便于对转基因植物细胞或者植株进行鉴定及筛选，可对所使用的载体进行加工，如加入具有抗性的抗生素标记物(例如卡那霉素或潮霉素等)。被转化的宿主是包括烟草在内的多种植物，培育不同花色的植物种类。