[发明专利]一种转iaaM基因提高黄花蒿中青蒿素含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于生物技术领域的提高青蒿素含量的方法，特别涉及一种转iaaM基因提高黄花蒿中青蒿素含量的方法。

背景技术

青蒿素是从植物黄花蒿中提取的含过氧基团的倍半萜内酯药物，是当今疟疾治疗的最理想药物，能有效治疗对传统药物氯奎产生抗药性的疟原虫感染。青蒿素主要从黄花蒿中直接提取得到，或提取黄花蒿中含量较高的青蒿酸，然后半合成而成。目前除黄花蒿、青蒿外，尚未发现含有青蒿素的其它天然植物资源。因此黄花蒿仍是青蒿素药物生产的惟一药源。

虽然黄花蒿系世界广泛分布品种，但青蒿素含量随产地不同差异极大。研究证实黄花蒿中合成青蒿素的主要部位是其叶片表面的腺毛细胞。由于其合成部位的特异性，黄花蒿中青蒿素的含量仅占叶片干重的0.8%-1.4%，因而使其分离成本高、产量低、废弃物多。野生黄花蒿中青蒿素含量很低，仅为0.1-0.8%。通过杂交和定向育种开展了大量提高黄花蒿中青蒿素含量的尝试，但目前报道的最高青蒿素含量也未超过1.4%，说明了常规选育方法的局限性。本发明提供一种采用基因工程的植物遗传转化法提高黄花蒿中青蒿素含量的方法，涉及到生长素合成酶基因在其腺毛细胞中特异表达，是一种运用现代生物技术开展的黄花蒿育种新方法。

本发明采用的iaaM基因是植物通过色氨酸途径合成生长素(IAA)的关键酶，该基因最初来自于感染植物的土壤细菌根癌农杆菌，为编码色氨酸单加氧酶的基因，在植物中表达后能利用色氨酸合成吲哚乙酸，即生长素。因此转化iaaM基因后的植物细胞由于能过量合成生长素，使其分裂和分化不受植株整体控制，出现如冠瘿瘤的恶性生长现象。但若使用特异性启动子使iaaM基因在特定的组织或细胞中表达，就有可能促进特定细胞和组织的生长。本发明使用腺毛细胞特异性启动子，该启动子是来自于拟南芥表皮毛细胞特异性表达的Gl2基因启动子，能在黄花蒿中有效作用，保证iaaM基因仅在腺毛细胞中表达，从而不影响植株的整体发育，提高其青蒿素含量。

根据本发明要解决的技术问题和本发明采用的技术方案进行专利检索，其检索结果如下。

专利1：

专利权人为上海交通大学，申请号为200710170423.8。本发明是一种生物技术领域的转ads基因提高青蒿中青蒿素含量的方法。本发明从青蒿中克隆紫穗槐二烯合成酶ADS基因，构建含ads基因的植物表达载体，用根癌农杆菌介导，将ads基因转入青蒿并再生出植株，PCR检测外源目的基因ads的整合情况，高效液相色谱法及蒸发光散射检测器测定转基因青蒿中青蒿素的含量，筛选获得青蒿素含量提高的转基因青蒿植株。本发明获得的转基因青蒿中青蒿泰的含量显著提高，最高达到非转化对照植株的2.3倍，从而提供了一种提高青蒿中青蒿素含量的方法，为利用转基因青蒿大规模生产青蒿素打下了基础。

专利2：

专利权人为上海交通大学，申请号为200710170427.6。本发明是一种生物技术领域的用RNA干扰提高青蒿中青蒿素含量的方法。本发明从青蒿中克隆鲨烯合酶SQS基因sqs片段，构建含sqs hairpin的植物表达载体，用根癌农杆菌介导，将sqs hairpin基因转入青蒿中获得再生植株，PCR和RT - PCR检测目的基因sqs hairpin的整合和表达情况，高效液相色谱法及蒸发光散射检测器测定青蒿中青蒿素的含量，筛选获得青蒿素合量提高的转基因青蒿植株。本发明获得的转基因青蒿中青蒿素的含量显著提高，最高达到非转化对照植株的2.8倍，从而提供了一种提高青蒿中青蒿素含量的方法，为利用转基因青蒿大规模生产青蒿素打下了基础。

专利3：

专利权人为上海交通大学，申请号为201110099411.7。本发明是一种生物技术领域的转AOC 基因提高青蒿中青蒿素含量的方法。本发明从青蒿中克隆丙二烯氧化环化酶AOC基因，构建含AOC基因的植物表达载体，用根癌农杆菌介导，将AOC基因转入青蒿并再生出植株，PCR检测外源目的基因AOC的整合情况，高效液相色谱法及蒸发光散射检测器测定转基因青蒿中青蒿素的含量，筛选获得青蒿素含量提高的转基因青蒿植株。本发明获得的转基因青蒿中青蒿素的含量显著提高，在非转化普通青蒿含量为1.53mg/g DW时，同时期转AOC基因青蒿中青蒿素的含量最高达到10.17mg/g DW，其含量是非转化青蒿含量的6.65倍，从而提供了一种提高青蒿中青蒿素含量的方法，为利用转基因青蒿大规模生产青蒿素打下了基础。

专利4：