[发明专利]一种万寿菊转录因子基因及应用

说明书

本发明公开了一种万寿菊转录因子基因及应用。其中氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。在万寿菊未成熟花中克隆获得了TeIMTF1基因。实时定量分析表明，TeIMTF1基因在万寿菊未成熟花中表达水平较叶片、成熟花显著升高。当在烟草叶片中瞬时表达TeIMTF1时，叶黄素含量降低。本发明从色素万寿菊所克隆转录因子TeIMTF1在叶黄素生物合成中发挥负调控作用，能够用于调控植物叶黄素含量。

技术领域

本发明涉及植物遗传工程技术领域，具体涉及一种从色素万寿菊中克隆叶黄素合成途径转录因子TeIMTF1，以及该基因在调控植物叶黄素合成中的应用。

背景技术

叶黄素(3，3'-二羟基-β，α-胡萝卜素)是一种不对称的二羟基类胡萝卜素，橙黄色粉末，不溶于水，溶于己烷等有机溶剂。植物和微生物等可自行合成叶黄素，但在人体内不能合成。而叶黄素是人眼视网膜黄斑色素主要组成部分，在预防老年性眼球视网膜黄斑区病变引起的视力下降与失明具有独特功能。同时，叶黄素具有抗氧化作用，能防止由机体衰老而引发的各种疾病。人体可以利用所摄入叶黄素酯，将其在体内转化成为游离叶黄素。虽然大多数水果蔬菜中含有叶黄素，但其含量微少，日常饮食摄入量不足。因此，叶黄素可作为食品补充剂补充摄入。

万寿菊(Tagetes erecta L.)属菊科植物，俗称臭芙蓉、万盏灯、蜂窝菊等，一年生草本植物，原产于美洲，易于栽培。万寿菊可做观赏植物，夏秋季开花，花呈黄色或橙色，有香味，可作芳香剂，也可以用于制茶、保健饮料。万寿菊花中绝大多数叶黄素均以酯形式存在，由于叶黄素两侧的每一个紫罗酮环都有一个羟基，在植物细胞内与脂肪酸发生酯化作用生成单酯和二酯的衍生物。万寿花中橙色品种干花朵叶黄素酯约占总类胡萝卜素88％～92％。由于叶黄素在医药、食品、化妆品等各领域中的广泛应用，国内外需求量逐年递增。富含叶黄素的万寿菊成为在多地种植用于提取天然叶黄素的重要植物资源。

叶黄素是类胡萝卜素中的含氧多萜类物质。在植物体内，合成前体异戊烯基焦磷酸经过多次缩合、脱氢、环化、羟基化、环氧化等转化为类胡萝卜素。利用拟南芥、番茄、矮牵牛花等模式植物，已经对植物中参与类胡萝卜素生物合成途径，催化各级反应的酶类有了比较清楚的认识，但调控这一合成途径的转录因子则报道较少。对于非模式植物的万寿菊来说，虽然它是提取天然叶黄素的重要植物资源，但对其合成途径中的酶基因、调控基因，及其调控作用机制均知之甚少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种调控万寿菊叶黄素合成途径的转录因子基因。

本发明要解决的另外一个技术问题是提供上述转录因子TeIMTF1在调控植物叶黄素合成中的应用。

对于转录因子基因，本发明提供的技术方案是，一种调控万寿菊叶黄素合成途径的转录因子基因，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还包括上述转录因子TeIMTF1在调控植物叶黄素合成中的应用。

本发明从色素万寿菊中克隆叶黄素生物合成转录因子，命名为Tagetes erectaImmature Flower Transcription Factor 1(简称TeIMTF1)。

本发明从色素万寿菊中进行TeIMTF1基因的克隆：根据对色素万寿菊的高通量转录组深度测序对TeIMTF1基因进行数据组装；然后利用引物设计软件Primer Premier 5.0设计2对巢式PCR特异引物，从万寿菊未成熟花花瓣中提取总RNA，反转录PCR(reversetranscription-PCR,RT-PCR)克隆获得TeIMTF1基因。

通过在万寿菊未成熟、成熟花组织的实时定量分析和表达TeIMTF1基因的烟草叶片中叶黄素含量测量，表明本发明所述SEQ ID NO.1基因在色素合成中发挥作用，能够用于调控植物中叶黄素等类胡萝卜素色素的含量。

本发明的有益效果是：