[发明专利]与紫苏萜类物质生物合成有关的蛋白及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了与紫苏萜类物质生物合成有关的蛋白及其编码基因与应用，是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质，编码所述的与紫苏萜类物质生物合成有关的蛋白的基因，所述基因的编码序列为序列表中序列1所示的DNA分子。本发明提供了一种PfGPPS蛋白及其编码基因，将该基因导入烟草中，得到过表达PfGPPS基因的烟草植株，将转基因烟草植株进行盆栽，成熟期收获转基因烟草叶片利用GC‑MS检测萜类物质含量，与野生型烟草相比，其萜类物质含量明显提高。因此，可以看出，PfGPPS基因及其所编码的蛋白在植物萜类物质生物合成过程中起着重要的作用。本发明所提供的PfGPPS蛋白及其编码基因在提高植物萜类物质含量研究中具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及与紫苏萜类物质生物合成有关的蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

紫苏(Perilla frutescens L.)为唇形科一年生草本药用植物，原产亚洲东部，分野生型和栽培型，广泛分布于我国各省区，以及不丹、印度中南半岛、印度尼西亚、爪哇、日本、朝鲜等地。紫苏在我国已有2000多年的栽培历史，北方以供油用为主，兼作药用，有西北、东北2个传统油用产区；南方主要以药用为主，兼作香料和食用。紫苏是2019年国家卫生健康委员会公布的既是药品又是食品的87种作物之一，在医药、食品领域有着重要的开发价值，近年来受到国内外的广泛关注。作为一种多用途的药用植物，紫苏的研究与应用越来越引起人们的关注。目前，国内外相关研究主要集中于紫苏的开发利用、种质资源重要农艺性状、种植栽培技术和含油量分析等方面，而紫苏的离体再生培养、转基因研究、重要物质的生物合成代谢通路及基因功能分析等方面，还很少有人进行研究。

紫苏醛作为一种单萜类化合物，其重要合成途径是MVA和MEP途径，其合成前体是IPP和DMAPP。紫苏醛生物合成代谢通路中，柠檬烯合酶、柠檬烯羟化酶和紫苏醇氧化酶相继都有研究报道，而紫苏香叶基焦磷酸合酶(PfGPPS)至今未见报道，PfGPPS是紫苏醛的生物合成中的一个关键酶，与PfFPPS、PfGGPPS共同竞争同一作用底物——IPP和DMAPP，催化合成不同类型的萜类化合物。

发明内容

本发明的目的在于提供与紫苏萜类物质生物合成有关的蛋白及其编码基因与应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的与紫苏萜类物质生物合成相关的蛋白，名称为PfGPPS，来源于紫苏(Perilla frutescens L.)，如下(a)或(b)的蛋白质：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物组织中萜类物质含量有关的由序列2衍生的蛋白质。

所述序列2由366个氨基酸残基组成。

所述编码上述蛋白的DNA分子也属于本发明的保护范围。

所述DNA分子是如下(1)-(3)中任一种的DNA分子：

(1)编码序列为序列表中序列1所示的DNA分子；

(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码植物萜类物质含量相关蛋白的DNA分子；

(3)与(1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码植物萜类物质含量相关蛋白的DNA分子。

所述序列1由1101个碱基组成，其开放阅读框(ORF)为自5′末端起第1位-第1101位碱基，编码氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白。