[发明专利]GmBBX4基因在调控大豆异黄酮合成中的应用

说明书

本发明公开了GmBBX4基因在调控大豆异黄酮合成中的应用。其中大豆GmBBX4基因的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO.1所示；大豆GmBBX4基因编码的蛋白的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO.2所示。本发明通过对GmBBX4基因利用CRISPR‑Cas9基因编辑技术创制突变体和创制过量表达转基因大豆株系，发现GmBBX4基因编辑突变体大豆中的次生代谢产物含量显著提高，例如染料木苷、黄豆黄苷、丙二酰基染料木苷、丙二酰基黄豆黄苷和丙二酰基大豆苷进而提升大豆的品质。发现GmBBX4基因过量表达大豆中的次生代谢产物含量显著下降，因此，在植物中进行GmBBX4基因的功能缺失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GmBBX4基因在调控大豆异黄酮合成中的应用

背景技术

大豆是我国重要的经济作物之一，富含丰富的蛋白质、油脂以及多种具有生物活性的物质，其中大豆异黄酮是主要存在于豆科植物中的一类黄酮物质，且在大豆种子中含量较为丰富。大豆异黄酮对于植物自身具有提高抵御非生物胁迫和生物胁迫的能力等，对于人体健康具有预防骨质疏松和心脑血管疾病等功效。在大豆中，异黄酮主要分为3类，即染料木苷类(Daidzingroups)、黄豆黄素苷类(Glycitingroups)和大豆苷类(Genistingroups)。均以游离型、葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙二酰基葡萄糖苷型4种主要形式存在。

大豆异黄酮来源于植物中广泛存在的苯丙烷代谢途径，其合成过程受到多种因素的影响，包括环境和其合成途径中多种催化酶的活性。田间环境的不确定性使得研究大豆自身影响异黄酮积累的过程也十分重要。大豆异黄酮在大豆的各组织中均有不同程度的积累，其中成熟籽粒中积累量最为丰富。因此，研究影响大豆籽粒成熟过程中异黄酮积累的过程至关重要。

苯丙烷代谢途径中的多种催化酶的表达受到转录因子的调控。目前，也陆续鉴定出一些MYB家族转录因子促进大豆异黄酮积累。但相关研究仍较为匮乏。B-box家族蛋白是一类具有一个或者两个B-box结构域，广泛存在于高等植物中的一类转录因子家族。无论在模式植物拟南芥中，或是在园艺作物苹果、梨和番茄中，大量的研究表明：BBX蛋白通常通过影响HY5的转录激活活性或能够直接调控多种黄酮合成基因的表达，从而调控黄酮类物质在植物体内的积累。

迄今为止，大豆GmBBX4基因的研究还未见报道。因此，对GmBBX4基因进行克隆和功能研究具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供大豆GmBBX4基因在调控植物异黄酮合成中的应用。

为了实现本发明目的，可以通过以下技术方案实现。

第一方面，本发明保护如下任一种物质在调控植物异黄酮合成中的应用：

(1)大豆B-box类转录因子GmBBX4基因；

(2)大豆B-box类转录因子GmBBX4；

(3)含有大豆B-box类转录因子GmBBX4基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；

所述转录因子GmBBX4的氨基酸序列为如下(A1)或(A2)：

(A1)由序列表中SEQ ID NO.2所述的氨基酸序列组成的蛋白质；

(A2)将序列表中SEQ ID NO.2所述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/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。

第二方面，本发明保护如下任一种物质在制备调控植物异黄酮合成的产品中的应用：

(1)大豆B-box类转录因子GmBBX4基因；

(2)大豆B-box类转录因子GmBBX4；