[发明专利]CYP450基因在调控大豆异黄酮合成中的应用

说明书

本发明提供了一种CYP450基因在调控大豆异黄酮合成中的应用，该基因选自以下基因中的至少一种：CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因。所述CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因为内质网定位。所述CYP450基因的氨基酸序列包含K‑螺旋保守序列(KETLR)、LR列保守序列组成的E‑R‑R三联体(E‑R‑R triade)结构域和血红素结合结构域。本发明首次提出了CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因在调控大豆异黄酮合成中的应用，揭示了CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26酶催化的分子机理。这些结果丰富了CYP450酶催化机制的多样性，以及反映了大豆异黄酮生物合成途径的多样性和复杂性。

技术领域

本发明涉及一种CYP450基因的应用，具体涉及CYP450基因在调控大豆异黄酮合成中的应用，属于基因工程应用技术领域。

背景技术

大豆是蝶形花亚科大豆属一年生的双子叶草本植物。大豆营养价值丰富，富含蛋白质、脂类物质、碳水化合物、维生素、矿物质以及多种生物活性物质等。大豆具有促进肠道健康、降血糖、降血脂、预防癌症和健脑益智等营养价值，常被人们加工成不同类型的豆制品以供食用。此外，大豆中的生物活性物质种类较多，主要包含异黄酮、皂苷、甾醇、磷脂等。异黄酮具有多种药理学特性，如抗氧化，消炎，抗病毒，抗癌，预防更年期、骨质疏松、心脑血管和糖尿病等疾病。异黄酮还是一种低分子量的抗菌化合物，对病原菌有着广谱的抑菌作用，可作为一种信号分子在植物与微生物分子的互作中起重要作用。

大豆异黄酮的主要成分为大豆苷元(Daidzein)，染料木素(Genistein)，黄豆黄素(Glycitein)以及三种苷元对应的葡萄糖苷、丙二酰基糖苷和乙酰基糖苷。但是，大豆异黄酮的生物合成途径还不够完善，其中大豆异黄酮末端的生物生成途径中的酶属于CYP450酶，但其编码的基因还不清楚，以及是否还有其他的CYP450基因参与大豆异黄酮的生物合成途径需要进一步挖掘。

发明内容

本发明的目的是提出了CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因在调控大豆异黄酮合成中的应用，揭示了CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26酶催化的分子机理。这些结果丰富了CYP450酶催化机制的多样性，以及反应了大豆异黄酮生物合成途径的多样性和复杂性。

根据本申请的一个方面，提供了CYP450基因在调控大豆异黄酮合成中的应用，该基因选自以下基因中的至少一种：CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因。

具体的，所述CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因为内质网定位。

具体的，所述CYP450基因的氨基酸序列包含K-螺旋保守序列(KETLR)、LR列保守序列组成的E-R-R三联体(E-R-R triade)结构域和血红素结合结构域。

具体的，所述CYP93A1和CYP93A2基因编码的蛋白对3,9-二羟紫檀碱具有催化活性，能催化3,9-二羟紫檀碱生成大豆苷元。

在一些具体实施方案中，所述CYP93A2基因编码的蛋白对甘草素具有催化活性，能催化甘草素生成大豆苷元。

在一些具体实施方案中，所述CYP82D26基因编码的蛋白对柚皮素具有催化活性，能催化柚皮素生成大豆苷元。

根据本申请的另一个方面，还提供了CYP450基因在调控大豆苷元合成中的应用，该基因选自以下基因中的至少一种：CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因。

根据本申请的另一个方面，还提供了CYP450基因在培育转基因植物中的应用，该基因选自以下基因中的至少一种：CYP93A1、CYP93A2和CYP82D26基因。

在一些具体实施方案中，所述转基因植物产生大豆异黄酮。

在一些具体实施方案中，所述转基因植物选自大豆或其相近物种。