[发明专利]于特定植物组织中沉默八氢蕃茄红素合成酶基因表现之DNA构筑体及其方法

说明书

本发明揭示一种可以沉默或降低八氢番茄红素合成酶基因于特定组织表现的方法与DNA卡匣，此DNA卡匣包含一核苷酸序列，该核苷酸序列转录后的RNA片段可用以调控特定组织中八氢番茄红素合成酶基因之讯息RNA(messenger RNA,mRNA)的含量，以达到调控花色、气味、或其他需要类胡萝卜素产物之植物生理机制。

【技术领域】

本发明系关于沉默八氢蕃茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)基因表现,以控制文心兰花色领域及用于调节PSY基因表现之核苷酸片段组合物及方法，且更特定言之系关于藉由基因转殖一段DNA卡匣而在特定组织中产生RNA干扰片段,，因此下调PSY基因于植株特定组织中的表现。

【先前技术】

文心蘭(Oncidium)是台湾主要的外销切花之一，台湾文心蘭切花的生产有85％是外销至其他国家，而日本是台湾文心蘭切花主要的外销市场，台湾文心蘭切花亦占日本文心蘭切花总输入量的第一位。然而，品种单一是目前切花文心兰产业中很严重的困难之一，因此本发明的愿景为创造多样化、具差异性的品种，例如开发多样化花色以满足不同外销国家及外销市场之需求，以开创新的广大市场。台湾文心兰切花以黄花文心兰为主，目前主流品系皆是由南西文心兰(Oncidesa Gower Ramsey)经由组织培养变异而得。然而，南西文心兰因其来自远缘交配(distant hybridization)，经由远缘交配所获得的第一代杂交种(hybrid)之基因组发生重大改变，同源染色体在配对过程中不平衡甚至发生部分缺失(chromosome deletion)，导致南西文心兰无法进行有性繁殖，均需以组织培养的方式进行幼苗生产，也难以用传统杂交方式产生多样化的新品系，为了突破此现象，本发明利用RNA干扰技术藉由基因转殖之方法，开发不同花色品系文心兰。

颜色是植物性商品中重要的特性之一，构成高等植物的花色主要由甜菜素(betalains)、类黄酮(flavonoids)与类胡萝卜素(carotenoids)等色素产生而成。南西品系文心兰花朵之黄色唇瓣部位是由类胡萝卜素所组成，主要成分为violaxanthin(堇菜黄质)、9-cis-violaxanthin、neoxanthin(新黄素)以及少量之lutein，而花朵上方之红褐色斑点是由花青素(anthocyanins)所组成，主要成分为cyanidin(矢车菊色素)、delphinidin(花翠素)、及少量之peonidin(芍药色素)。其中植物的类胡萝卜素生合成机制中，八氢蕃茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)为关键速率决定酵素，可将两个geranylgeranyldiphosphate合成为一个phytoene(八氢蕃茄红素)，是类胡萝卜素生合成路径中最上游之化合物，后续phytoene再经由phytoene desaturase、ζ-carotene desaturase去饱和化形成lycopene(茄红素)，并经由下游酵素进一步催化形成各种不同的产物。因此八氢蕃茄红素合成酶是类胡萝卜素生成途径中重要的酶之一，经由抑制八氢蕃茄红素合成酶基因(OgPSY)之表现，可抑制相关类胡萝卜素生成，进而调控花色。