[发明专利]一种胭脂萝卜花青苷生物合成调控基因RsAN1及其应用

说明书

本发明公开了一种胭脂萝卜花青苷生物合成调控基因RsAN1及其应用，RsAN1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。RsAN1的表达量与胭脂萝卜花青苷含量正相关关系，通过对胭脂萝卜RsAN1基因的克隆、序列分析、表达分析和植株转染，得到瞬时超表达RsAN1的胭脂萝卜，其子叶和叶片中能合成和积累大量的花青苷，而野生型胭脂萝卜叶片和子叶并不能合成花青苷。通过基因的功能分析发现，在胭脂萝卜中单独过表达RsAN1基因后，能显著的提高花青苷的积累量。证明胭脂萝卜基因RsAN1是花青苷的正调控因子，为胭脂萝卜和其它植物的进一步改良提供优秀基因资源。为今后分子育种提供新的思路，为研究胭脂萝卜的品种培育等提供理论依据和材料。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种胭脂萝卜花青苷生物合成调控基因RsAN1及其应用。

背景技术

胭脂萝卜也称红心萝卜，是重庆市涪陵区的特色一个地方品种，由于其肉质根从表皮到内部通红，含有丰富的花青苷而闻名。其肉质酥脆，适宜加工各种萝卜制品，用做泡菜久泡不烂，鲜红嫩脆。重庆的涪陵、武隆、南川等县是胭脂萝卜的主要产区，已有100余年的种植历史。胭脂萝卜相对其他红心萝卜品种花青苷含量高，在重庆地区，常从胭脂萝卜中提取花青苷作为天然着色剂。但是其他省、市引种，由于土壤、气候原因，效果均不佳。由于影响其积累花青素的机制还不清楚，极大地限制了胭脂萝卜的生产及推广。前期研究表明，植物花青素的生物合成调控主要在转录水平，MYB和bHLH转录因子对花青素生物合成起着非常重要的调控作用，影响着花青素的积累水平。胭脂萝卜花青素的大量积累是否也受到这两类转录因子的调控，目前还不清楚。

国内外的研究表明，花青苷合成主要通过调控花青苷合成代谢过程中结构基因的表达，从而使合成代谢过程中的酶的合成受到影响。目前已经被公认的有三类调节花青苷合成的转录因子，分别是R2R3-MYB、bHLH(basic Hlix-Loop-Hlix)和WD40，它们相互作用共同调节着花青苷的生物合成。

植物的MYB转录因子是一个非常大的家族，它们调控着植物的次生代谢过程。MYB类转录因子以其结构上都有一段保守的DNA结合区结构域而得名。以DBD(DNA BindingDomain)最为保守，一般包含1-3个不完全重复序列R(Repeat)，每个重复片段R由51-52个保守的氨基酸残基和间隔序列组成。在R3区域包含有一个典型的结构域[D/E]Lx₂[R/K]x₃Lx₆Lx₃R，被称为bHLH Motif，它是能与bHLH一类蛋白相互作用的区域；C端有一个motif 6的结构域[R/K]Px[P/A/R]xx[F/Y]。拟南芥中至少有154个MYB组成庞大的转录因子家族，这个家族由25个亚族组成。这些转录因子在调控次生代谢，控制细胞形态，介导病原抗性，应答激素信号等方面有十分重要的作用，参与拟南芥花青苷生物合成转录调控的PAP1和PAP2属于第6亚族。近来研究显示参与花青苷合成转录调控相关的MYB主要属于R2R3-MYB类。

虽然前人也有报道红萝卜中花青苷生物合成相关的调控基因MYB，但是一般情况下均是在烟草拟南芥等模式植物中表达分析基因的功能，且单独表达MYB基因时花青苷积累量不大。至今还未有胭脂萝卜中花青苷生物合成调控基因的相关报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供了一种胭脂萝卜花青苷生物合成调控基因RsAN1(Anthocyanin 1)及其应用，提供了胭脂萝卜中花青苷含量调控的关键基因，为胭脂萝卜积累大量花青苷的遗传改造提供了新的基因资源。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种胭脂萝卜花青苷生物合成调控基因RsAN1，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。