[发明专利]一种调控植物类黄酮合成的转录因子基因及其用途

说明书

本发明公开了一种调控植物类黄酮合成的转录因子基因，该转录因子基因即为从豆科植物蒺藜苜蓿中鉴定的MtbZIP10基因，其基因序列如SEQ ID NO.1所示。并且，本发明公开了该基因的功能及其应用。本发明的优点在于，本发明从豆科植物蒺藜苜蓿中克隆出可以正调控类黄酮化合物合成的转录因子基因，并对其功能进行了系统鉴定，发现了该基因可以激活类黄酮生物合成途径的多个基因，提高类黄酮化合物的含量。

技术领域

本发明属于基因克隆技术领域，具体为一种调控植物类黄酮合成的转录因子基因及其用途。

背景技术

类黄酮化合物是广泛分布于植物的根、茎、叶、花、果实和种皮中的一大类重要的次生代谢物产物，包括类黄酮、异黄酮、黄酮醇、花青素和原花青素等。其中花青素具有保护植物免受生物侵害和吸引昆虫授粉的功能，花青素还可以响应生物与非生物胁迫、清除氧自由基以及保护植物免受高密度光照的伤害。同时，花青素在抗癌、抗病和抗氧化方面具有一定的保健功能。类黄酮化合物中的另一种类原花青素不仅具有保护植物免受食草动物和病原菌侵害机制方面的作用，而且适量原花青素还可以在牧草中有效防止牲畜牧草胀气并提高反刍牲畜氮营养。同时，原花青素对人体健康有益，因此类黄酮的代谢调控机制是植物次生代谢领域的研究热点。

虽然调控类黄酮生物合成的转录因子如MYB、bHLH和WDR等类的转录因子基因已被报道，但是其它类型的转录因子研究相对较少。bZIP转录因子(basicregion/leucinezippermotif,bZIP)在人、动物、植物、微生物和昆虫中均有发现，是分布最广泛、最保守的一类转录因子。植物bZIP转录因子还具有组织表达特异性，许多植物的bZIP转录因子在根中组成型表达，在茎和叶片的表达量很少或没有表达。植物bZIP转录因子参与多种生物学过程，包括种子成熟、发芽、花发育、植物衰老、光形态建成等。虽然个别其它植物中的bZIP家族的转录因子可以参与调控花青素的生物合成，但是在蒺藜苜蓿中，目前还没有任何有关bZIP转录因子调控类黄酮合成途径的相关研究，限制了对该模式植物类黄酮途径的研究和应用，所以克隆和鉴定具有调控类黄酮合成的新功能、并可在植物植物中提高类黄酮含量的bZIP类转录因子基因具有重要的理论和应用价值。

发明内容

针对现有研究中类黄酮生物合成途径中bZIP类转录因子基因不足、难以大量提高类黄酮含量的问题，本发明提供了一种调控植物类黄酮合成的转录因子基因及其用途，该基因是一个新的基因，在蒺藜苜蓿中还未发现调控类黄酮(花青素和原花青素)合成的bZIP家族转录因子，因此，研究蒺藜苜蓿中调控类黄酮化合物的生物合成的bZIP转录因子十分必要的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为，本发明提供的一种bZIP转录因子基因，该bZIP转录因子基因即为MtbZIP10，其基因序列如SEQ ID NO.1所示。本发明所发现的MtbZIP10基因是从蒺藜苜蓿中克隆出来的，是一种全新的植物bZIP转录因子基因，丰富了类黄酮bZIP转录因子的种类，同时由于bZIP转录因子可以正调控功类黄酮，特别是花青素和原花青素的功能，所以可以提高植物在抗性和营养品质中的应用。

进一步的，所述该bZIP转录因子基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

进一步的，所述bZIP转录因子基因的用途为正调控类黄酮的生物合成途径，特别是CHS,DFR,ANS和MATE1等类黄酮途径的关键基因，证明MtbZIP10可以通过调控这些基因进而发挥调控功能，这是蒺藜苜蓿中发现的第一个调控类黄酮途径的bZIP类型的转录因子基因。

进一步的，所述MtbZIP10基因在蒺藜苜蓿中的表达被抑制时，地上部分的花青素和种子中的原花色素减少。

进一步的，所述MtbZIP10基因在蒺藜苜蓿的毛状根中过量表达时，毛状根的花青素含量相对于未转化的对照显著增加，说明过量表达该基因具有提高花青素积累的所用。