[发明专利]一种控制合成多产物的α-松油醇合酶基因的cDNA

说明书

本发明首次从红花香雪兰花瓣中克隆得到α‑松油醇合酶基因（FhTPS）的新cDNA，并确定了它的核苷酸序列和由此得出氨基酸的序列。另外，FhTPS基因在大肠杆菌细胞中成功的表达了所述的FhTES蛋白，并且发现表达的重组蛋白在体外酶活实验中可以将GPP催化生成α‑松油醇为主的多种单萜物质。同时研究还发现：在香雪兰开花过程汇中FhTPS基因表达与α‑松油醇的释放具有显著的相关性。

技术领域

本发明属于植物分子生物学领域，涉及首次从红花香雪兰花瓣分离编码α-松油醇合酶(α-terpineol)基因的cDNA和制备α-松油醇合酶蛋白的方法。

背景技术

植物的花香是植物一个复合特性，它由一系列挥发性小分子化合物混合形成。花香挥发物主要是植物的次生代谢产物。目前通过固相微萃取技术已经从花香成分中鉴定出了2000多种化合物。单萜是植物花香的重要组成成分，参与直接和间接抵御虫害，植物吸引授粉者，植物与植物间信息交流等行为。此外，单萜通过影响花卉的香味特征间接的影响花卉的经济价值。

很多植物的花通过释放香味来吸引授粉者。尽管很多花香挥发物的结构已经研究的很清楚，但是很少有人关注这些挥发物在植物体内的合成途径，直到E. Pichersky 等从仙女扇中第第一次克隆得到沉香醇合酶基因，并发现该基因编码的沉香醇合酶能够催化GPP产生S-linalool。人们开始关注花香挥发物代谢途径及其关键的酶基因，越来越多的单萜合酶基因被克隆得到。至今，研究者从多种植物中，通过转录组测序，cDNA文库筛选和常规PCR技术，得到了多种萜烯合酶基因。通过底物反应，GC-MS分析，克隆得到的萜烯合酶基因主要控制以GPP和FPP为底物的单萜和倍半萜物质的合成。并且研究主要集中在葡萄、拟南芥、金鱼草、紫苏、薄荷等双子叶植物中。现在，研究者一般采用Headspace或其它方法分析植物花香成分，找出其主要成分，通过生物信息学和分子生物学方法克隆相关基因，研究其成分的变化。Niels等采用Headspace分析猕猴桃的香气，分析得到其主要成分为法尼烯和香叶烯-D，克隆得到法呢烯合酶基因和大根香叶烯-D合酶基因。Danilo采用相同的研究方法，分析在百合水仙的花香中，香叶烯为主要成分，并克隆得到相关的香叶烯合酶基因。而在单子叶植物中研究较少，只有在玉米中报道，Kollner等人于2004年和2008年分别在玉米的不同品种中克隆得到多种倍半萜烯合酶基因，2008年Lin等人也从玉米中得到了2种松油醇合酶基因。

针对萜烯合酶的研究主要集中于双子叶植物和一些经济型作物和模式植物，对于单子叶植物和观赏花卉植物的研究，可能会对萜类物质的代谢，和花卉的改良提供更多的信息。

发明内容

本发明的主要目的是提供具有控制合成多种单萜物质的编码香雪兰α-松油醇合酶基因的cDNA序列和由此推断的氨基酸序列。

本发明首次从红花香雪兰花瓣中克隆得到α-松油醇合酶基因（FhTES）的新cDNA，并确定了它的核苷酸序列和由此得出氨基酸的序列。另外，FhTES基因在大肠杆菌细胞中成功的表达了所述的FhTES蛋白，并且发现表达的重组蛋白在体外酶活实验中可以将GPP催化生成α-松油醇为主的多种单萜物质。同时研究还发现：在香雪兰开花过程汇中FhTES基因表达与α-松油醇的释放具有显著的相关性。

本发明的技术方案：