[发明专利]利用枸杞茉莉酸代谢途径重要酶基因提高植物抗逆性的方法

说明书

本发明涉及一种利用枸杞茉莉酸代谢途径重要酶基因提高植物抗逆性的方法。枸杞茉莉酸生物合成途径丙二烯氧化物合酶基因LmAOS、丙二烯氧化物环化酶基因LmAOC、和OPDA还原酶基因选自以下核苷酸序列之一：1)具有SEQ ID No.1/2/3序列所示的核苷酸序列；通过提取新鲜枸杞叶片总RNA，通过3'RACE技术克隆枸杞丙二烯氧化物合酶基因LmAOS、丙二烯氧化物环化酶基因LmAOC、和OPDA还原酶基因LmOPR，得到完整的编码基因序列分别为为1533bp、744bp、1203bp。构建了双元植物表达载体pCAMBIA2300‑LmAOS、pCAMBIA2300‑LmAOC、pCAMBIA2300‑LmOPR，电击法将载体转入农杆菌C58细胞，用这种细胞转化拟南芥，得到转基因拟南芥，用于后续有关抗逆性等的研究。

技术领域

本发明涉及一种枸杞（Lycium chinense Miller）茉莉酸生物合成途径丙二烯氧化物合酶基因LmAOS、丙二烯氧化物环化酶基因LmAOC、和OPDA还原酶基因LmOPR的克隆。具体是利用枸杞茉莉酸代谢途径重要酶基因提高植物抗逆性的方法，属于分子生物学和生物技术领域。

背景技术

植物茉莉酸（jasmonicacid,JA，化学名称为3-氧-2-(2'-戊烯基)-环戊烷乙酸）生物合成途径为α-亚麻酸经脂肪氧合酶（LOX）催化形成13( S )-HPOT，13(S)-HPOT经丙二烯氧化物合成酶（Allene oxide synthase,AOS）催化形成不稳定12,13(S)-EOT，12,13(S)-EOT经丙二烯氧化物环化酶（Allene oxide cyclase，AOC）催化形成稳定(9 S,13 S)-OPDA。再经OPDA还原酶（OPDA reductase,OPR,）催化形成OPC-8:0，经过后续几部反应形成茉莉酸类化合物（jiasmonic acids，Jas）。AOS和AOC的作用部位为叶绿体，OPR的作用部位为过氧化物酶体，三种酶都是茉莉酸（jasmonicacid,JA）生物合成途径中的关键中间酶。已从番茄、马铃薯等中克隆得到AOS 、AOC基因，已从烟草、番茄等植物克隆得到OPR基因。丙二烯氧化物合酶可以认为是JA合成途径中第1个特异性的酶，它催化13-HPOT合成一种不稳定的丙二烯氧化物12，13(S)一epoxylinolenic acid。丙二烯氧化物环化酶的催化作用对于代谢流通向最后的茉莉酸产物至关重要。它可以环化在AOS催化反应下成生成的不稳定化合物——丙二烯氧化物，生成茉莉酸产物的最终前体——12．氧-植物二烯酸((9S，13S)-1 2-OXO-(1 0,15z)-phytodienoic acid)，1 2-氧-植物二烯酸是由AOC立体特异性环化生成的一个具有手性光学活性的环戊烯酮衍生物。AOC的催化特性比AOS严格，它只识别12，13(S)-epoxy-9(Z),11,15(Z)-octadecatrienoic acid作为底物，而不能催化1 2,13(S)-epoxy-9(Z),11-octadecatrienoic acid。OPDA还原酶催化OPDA 的还原反应，最终生成3-oxo-2-(2-(Z)-penteny1)-cyclopentane-1-octanoic acid(OPC．8：0)。在拟南芥中，确实OPR基因时，植物缺失合成JAs的功能。