[发明专利]GmUVR8基因家族在提高植物异黄酮含量中的应用

说明书

本发明公开了GmUVR8基因家族在提高植物异黄酮含量中的应用。所述GmUVR8基因家族包括以下三个成员：GmUVR8a基因、GmUVR8b基因和GmUVR8c基因。本发明通过对GmUVR8a，b，c基因进行过量表达载体构建，并在大豆体内进行稳定转化，发现GmUVR8a，b，c过量表达获得的稳转大豆中的次生代谢产物含量显著提高，例如黄豆苷元，大豆苷，染料木素和染料木苷，进而提升大豆的品质。因此，在植物中进行GmUVR8基因家族的过量表达是改进植物品质的有效方式，具有重要的生产和理论研究意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及GmUVR8基因家族在提高植物异黄酮含量中的应用。

背景技术

在植物生长发育中，太阳光至关重要。光不仅可以作为植物光合作用的重要来源促进植物的生长发育，其还通过一系列的光受体实现植物细胞信号转导。紫外光是太阳光的固有组分，不可避免地会影响植物的生长发育。紫外光按波长可分为UV-A（320~400 nm）、UV-B（280~320 nm）、UV-C（100~280 nm）。由于地球表面存在大气层，大气层中的臭氧层会吸收UV-C 和大部分的UV-B。虽然UV-B最终到达地面的占光能总量的比例不足0.1%，但仍对植物生长发育至关重要。比如，低强度紫外照射抑制拟南芥下胚轴的正常生长。再比如，高强度的紫外辐射使DNA和蛋白质损伤，引起植物活性氧的累积。为了应对紫外辐射，植物产生了一系列的自我防御机制，比如合成次级代谢物异黄酮，作为“防晒霜”来抵御紫外辐射带来的损伤。

大豆异黄酮主要存在于豆科植物中，在大豆种皮、胚轴、和子叶中含量最高。大豆异黄酮是一种天然的雌激素，长期服用弥补女性雌性激素分泌不足的缺陷，调节人体内雌激素水平，从而缓解更年期综合症。此外，异黄酮可预防心血管疾病，防治骨质疏松，是天然的癌症化学预防剂。在大豆中，异黄酮主要分为分为3类，即黄豆苷类（Daidzingroups）、染料木苷类（Genistingroups）、黄豆黄素苷类（Glycitingroups）。每类以游离型、葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙二酰基葡萄糖苷型等4种形式存在。

在植物生长发育过程中，异黄酮含量的增加可显著提高植物的抗病性。研究表明，紫外辐射促进异黄酮类物质的生成，可能增加植物的抗病能力。UV RESISTANCE LOCUS 8(UVR8)蛋白是近年来唯一鉴定出的植物的紫外光受体，因此过量表达GmUVR8受体蛋白可能会提高响应紫外光信号的能力，促进异黄酮的合成，获得富含异黄酮的植物品系，具有一定的生产应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供GmUVR8基因家族在提高植物异黄酮含量中的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

GmUVR8基因家族在提高植物异黄酮含量中的应用，所述GmUVR8基因家族包括以下三个成员：GmUVR8a基因、GmUVR8b基因和GmUVR8c基因；所述GmUVR8a基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述GmUVR8b基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述GmUVR8c基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

进一步的，上述GmUVR8a基因的CDS序列如SEQ ID NO.4所示；上述GmUVR8B基因的CDS序列如SEQ ID NO.5所示；上述GmUVR8c基因的CDS序列如SEQ ID NO.6所示。

进一步的，上述植物为大豆。

进一步的，上述异黄酮为大豆苷、染料木苷、黄豆苷元、染料木素。

进一步的，上述应用为：在植物中提高GmUVR8a基因、GmUVR8b基因或GmUVR8c基因的表达量，以提高植物的异黄酮含量。

进一步的，上述的在植物中提高GmUVR8a基因、GmUVR8b基因或GmUVR8c基因的表达量通过如下方法实现：在植物中超量表达外源GmUVR8a基因、GmUVR8b基因或GmUVR8c基因。