[发明专利]一种与胡萝卜类胡萝卜素合成相关的DcLCYB1基因序列及其应用

说明书

番茄红素β‑环化酶(Lycopeneβ‑cyclase，LCYB)是类胡萝卜素合成途径中的一个关键酶。本发明从胡萝卜品种‘山西黄胡萝卜’中克隆得到一个DcLCYB1基因，该基因含有一个1527bp的开放阅读框(ORF)，编码508个氨基酸，属于亲水性蛋白。二级结构预测显示，胡萝卜DcLCYB1蛋白由38.98％的α‑螺旋、4.13％的β‑折叠、16.14％的延伸主链和40.75％的随机卷曲组成。荧光定量结果显示，DcLCYB1基因在黄色和紫色品种胡萝卜的叶片中表达水平较高；而红色胡萝卜品种中仅在叶柄中少量表达。本发明利用RT‑PCR技术从胡萝卜中克隆得到DcLCYB1基因，该基因能够调控胡萝卜中类胡萝卜素的积累，从而影响胡萝卜的营养品质。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及胡萝卜的一个类胡萝卜素合成相关基因及其应用。具体为从胡萝卜品种‘山西黄胡萝卜’中克隆得到一个类胡萝卜素合成相关基因DcLCYB1，该基因可以用于胡萝卜类胡萝卜素合成研究及应用。

背景技术

胡萝卜(Daucus carota L.)属于伞形科(Apiaceae)胡萝卜属二年生草本植物，是一种重要的根菜类蔬菜作物(刘李峰，上海蔬菜，2006，2：4-6)。胡萝卜起源于亚洲西南部，具有2000多年的栽培历史。我国胡萝卜栽培面积广泛，占全世界总面积的37％，是世界第一大胡萝卜生产国(联合国粮食及农业组织，2016)。胡萝卜肉质根中含有多种营养物质，如类胡萝卜素、维生素、矿物质以及特殊的果胶质等(阮婉贞，中国食物与营养，2007，6：51-53)。类胡萝卜素是一类重要的天然萜类色素。作为维生素A的前体，类胡萝卜素在植物生长发育过程中起着至关重要的作用，同时还具有抗氧化、抗癌、延缓衰老等功效(朱运钦等，分子植物育种，2016，2：471-474)。

番茄红素β-环化酶(Lycopene β-cyclase，LCYB)是类胡萝卜素合成途径中的一个重要调节酶。在番茄红素β-环化酶(LCYB)的催化作用下，番茄红素两端被环化生成α-胡萝卜素和β-胡萝卜素(朱长甫等，植物生理与分子生物学学报，2004，30(6)：609-618)。通过调控LCYB基因的表达可以改变作物中类胡萝卜素的种类及含量，继而提高作物的品质和商品价值。番茄红素β-环化酶LCYB基因最早在拟南芥中发现，目前在番茄(Solanum lycopersicumL.)、辣椒(Capsicum annum L.)、欧李(Cerasus humilis(Bge)Sok.)、金盏花(Calendulaofficinalis L.)等植物均已克隆得到了番茄红素β-环化酶LCYB基因(张建成等，园艺学报，2017，44(11)：2075-2088)，但在我国地方品种胡萝卜中研究仍很缺乏。

发明内容

本发明提供了一种胡萝卜类胡萝卜素合成相关基因DcLCYB1的制备方法和用途。所获得的DcLCYB1基因有利于进一步了解胡萝卜类胡萝卜素合成机制，同时也能用于胡萝卜营养品质的改良。

附图说明

图1.胡萝卜DcLCYB1蛋白的保守域预测结果

图2.胡萝卜与其他物种LCYB蛋白的进化分析

图3.胡萝卜DcLCYB1蛋白氨基酸序列的疏水性(A)和亲水性(B)分析

图4.胡萝卜DcLCYB1蛋白的二级结构预测

图5.胡萝卜DcLCYB1基因在不同颜色胡萝卜中的表达分析

具体实施方式