[发明专利]茄子黄烷酮3-羟化酶SmF3H及其基因和应用

说明书

本发明公开一种茄子黄烷酮3‑羟化酶SmF3H及其基因和应用，所属基因的cDNA和gDNA分别具有SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2中所示的核苷酸序列。所述基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.3中所示。所述基因的启动子序列具有SEQ ID NO.4中所示的核苷酸序列。该基因在根、茎、叶、花、果皮、果肉均有表达，茎中的表达量显著高于其他组织。低温胁迫下，其表达量在12h达到最大值，为未处理的2.34倍。构建茄子SmF3H的过表达载体并将其转入拟南芥中，发现其茎和果荚中的花青素含量都得到了显著提高。本发明为今后利用基因工程技术改良植物品质，获得高抗氧化性的药物或食物提供理论依据，具有很大的应用价值。

技术领域

本发明涉及茄子花青素合成途径中的关键酶及其编码基因，具体涉及一种茄子黄烷酮3-羟化酶基因SmF3H，属于生物技术领域。

背景技术

人体内由于新陈代谢活动不可避免的会产生大量自由基，花青素作为一种强还原性物质，能够清除人体内的自由基，延缓机体衰老。花青素的合成途径是类黄酮合成途径的一部分，也是目前研究的非常广泛而深入的植物次生代谢途径，其在主要模式植物如拟南芥、矮牵牛中已被详细阐述。花青素的生物合成主要分为三个阶段：第一阶段由苯丙氨酸到香豆酰CoA，这是许多次生代谢共有的步骤；第二阶段由香豆酰CoA到二氢黄酮醇，这是类黄酮代谢的关键步骤，它合成花青素和其他黄酮物质的前体；第三阶段是各类花青素的合成。

F3H催化黄烷酮在C3位置羟化形成无色的黄烷酮醇，是类黄酮物质代谢途径上的关键酶。有研究表明，该基因在大多数物种中多以单拷贝形式存在。F3H基因的表达受光的诱导，持续光照后表达量会增加。将香石竹F3H基因反义抑制，导致原来的橙红色变淡甚至无色。

目前已从一些植物中克隆得到F3H基因，如荔枝、草莓、葡萄等。茄子是重要的蔬菜作物，且其果皮富含花青素。但因为缺少基因组相关信息，导致茄子花青素相关研究比较滞后。目前，未有任何与茄子F3H基因的相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于填补茄子F3H基因的空白，提供了一种茄子F3H的cDNA以及氨基酸序列；进一步地，本发明提供了茄子SmF3H基因在不同组织器官及低温下的表达模式。本发明提供了茄子SmF3H基因的亚细胞定位。本发明提供了SmCHI基因的启动子序列及其元件分析。本发明还提供了SmF3H转入拟南芥后花青素的含量得到了提高的结果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种茄子黄烷酮3-羟化酶蛋白，包括SEQ ID No.3所示的氨基酸序列。

第二方面，本发明提供一种编码所述茄子黄烷酮3-羟化酶蛋白的基因，所述基因的gDNA包括如SEQ ID NO.2所示的碱基序列；

所述基因的cDNA序列包括：

(a)如SEQ ID NO.1第1～1101位所示的碱基序列；或

(b)与SEQ ID NO.1第1～1101位所示的碱基序列具有至少70％的同源性的碱基序列；或

(c)能与SEQ ID NO.1第1～1101位所示的碱基序列进行杂交的碱基序列。

优选地，所述cDNA序列包括SEQ ID NO.1第1～1101位所示的核酸序列中1～90个核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5′和/或3′端添加60个以内核苷酸。

第三方面，本发明提供一种用于扩增所述茄子黄烷酮3-羟化酶蛋白的基因的引物对，所述引物对的碱基序列如SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8所示。

第四方面，本发明提供了一种所述茄子黄烷酮3-羟化酶基因的启动子，所述启动子包括SEQ ID NO.4中所示的碱基序列。