[发明专利]Nemesia strumosa KLM花青素生物合成基因及编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了来源于Nemesia strumosa KLM的花青素生物合成途径六个关键基因：查尔酮合成酶基因(NsCHS)、黄烷酮3‑羟化酶基因(NsF3H)、类黄酮‑3'‑羟化酶基因(NsF3’H)、类黄酮‑3',5'‑羟基化酶基因(NsF3’5’H)、二氢黄酮醇‑4‑还原酶基因(NsDFR)和花青素合成酶基因(NsANS)的序列及应用。NsCHS基因片段长693bp，编码了231个氨基酸；NsF3H基因片段长624bp，编码了208个氨基酸；NsF3’H基因片段长594bp，编码了198个氨基酸；NsF3’5’H基因片段长525bp，编码了175个氨基酸；NsDFR基因片段长534bp，编码了178个氨基酸；NsANS基因片段长690bp，编码了230个氨基酸。这六个基因是植物花青素合成路径中的关键基因，可以应用到植物中调控花青素的含量，改善植物的品质。

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，特别是涉及Nemesia strumosa KLM花青素生物合成六个关键基因：查尔酮合成酶基因、黄烷酮3-羟化酶基因、类黄酮-3'-羟化酶基因、类黄酮-3',5'-羟基化酶基因、二氢黄酮醇-4-还原酶基因和花青素合成酶基因及其应用。

背景技术

花青素(anthocyanin)属于黄酮类化合物，是广泛存在于被子植物(主要是开花植物)中的水溶性天然色素。植物能够呈现出不同的颜色主要与6大类花青素相关，分别为飞燕草素(delphinidin)、矢车菊素(cyanidin)、天竺葵素(pelargonidin)、芍药花色素(peonidin)、牵牛花色素(petunidin)和锦葵色素(malvidin)。Nemesia strumosa是重要的花卉品种，花形优美雅趣，色彩鲜艳多变。可用于花坛、花境中，也可栽种在花盆里作为阳台盆景。Nemesia strumosa KLM花瓣上部饱满的蓝色与下部的奶油白色形成了鲜明对比。Nemesia strumosa KLM由荷兰KLM航空公司命名，因其公司的代表色是蓝色和白色。

在花青素生物合成途径中，查尔酮合成酶(CHS)是花青素合成途径中的第一个酶，它可以催化一分子香豆酸和三分子的丙二酰辅酶A生成一分子的4-羟基查尔酮(异甘草素)；花色素苷的生物合成主要由三个关键酶F3H、F3′H和F3′5′H的作用形成三个分支，黄烷酮3-羟化酶(F3H)催化黄槲皮素形成二氢黄酮醇；类黄酮-3'-羟化酶(F3′H)催化二氢黄酮醇形成二氢槲皮素；F3′5′H催化二氢黄酮醇生成二氢杨梅黄酮；二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)分别催化二氢黄酮醇、二氢槲皮素和二氢杨梅素分别生成无色天竺葵素、无色矢车菊素和无色飞燕草素。花青素合成酶(ANS)是依赖2-酮戊二酸的双加氧酶，ANS在花青素合成的后期可以将无色花青素转化为有色花青素。编码这六个酶的基因是花青素生物合成途径的关键基因，直接关系到花青素的合成。因此Nemesia strumosa KLM花青素生物合成关键基因：查尔酮合成酶基因、黄烷酮3-羟化酶基因、类黄酮-3'-羟化酶基因、类黄酮-3',5'-羟基化酶基因、二氢黄酮醇-4-还原酶基因和花青素合成酶基因可应用于Nemesia strumosa花青素生物合成的调控，改良Nemesia strumosa的花色。

发明内容

本发明的目的在于提供Nemesia strumosa KLM花青素生物合成六个关键基因：

Nemesia strumosa KLM花青素生物合成六个关键基因，查尔酮合成酶基因(NsCHS)的碱基序列如SEQ ID NO：1所示、黄烷酮3-羟化酶基因(NsF3H)的碱基序列如SEQID NO：2所示、类黄酮-3'-羟化酶基因(NsF3′H)碱基序列如SEQ ID NO：3所示、类黄酮-3’,5’-羟基化酶基因(NsF3'5'H)的碱基序列如SEQ ID NO：4所示、二氢黄酮醇-4-还原酶基因(NsDFR)碱基序列如SEQ ID NO：5所示、花青素合成酶基因(NsANS)碱基序列如SEQ ID NO：6所示。