[发明专利]与日本蛇根草花色苷合成相关的DFR酶、编码基因、表达载体、双元表达载体及其应用

说明书

本发明涉及生物工程技术领域，特别是涉及与日本蛇根草花色苷合成相关的DFR酶、编码基因、表达载体、双元表达载体及其应用。本发明所述DFR酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明通过对日本蛇根草花瓣组织的转录组进行测序，根据测序结果设计引物，扩增得到控制日本蛇根草花色苷合成的OjDFR1基因的cDNA，通过表达载体得到所述DFR酶，进而验证其具有DFR酶的催化活性，从而证明了本发明提供的DFR酶可以控制日本蛇根草花色苷的合成，编码该DFR酶的基因可以用于植物花色苷的改良。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，特别是涉及与日本蛇根草花色苷合成相关的DFR酶、编码基因、表达载体、双元表达载体及其应用。

背景技术

花色苷是影响植物颜色呈现的最主要色素物质之一，它可以赋予植物从红色到紫色等一系列不同颜色。研究显示，花色苷除可以赋予花、果实等组织颜色外，其还有很多重要的功能。它可以保护植物细胞免受紫外线的伤害，抵抗病原体与食草动物，作为信号分子促进植物与微生物之间的相互作用，影响花粉的生长与发育、植物体内激素的转运等。另外大量实验已经证明花色苷与人体健康之间也有密切的关系，它具有抗氧化、抗病毒、抗细胞增殖等生物活性，已经被用于治疗动脉硬化及心脑血管等疾病，是现阶段研究者们重点关注的次生代谢产物之一。花色苷是由编码其合成的结构基因控制合成的，二氢黄酮醇4-还原酶DFR是花色苷合成途径中重要的调控点，是植物多种花色苷生物合成所必需的酶。经DFR催化，可以使二氢黄酮醇反应生成相应的无色花色素进而再在其它酶的催化作用下生成相应的花色苷。综上，DFR不仅在决定花色苷含量和种类上发挥重要作用，同时作为改变植物颜色的重要调控点，在提高植物抗逆性、促进果实成熟等方面也具有重要意义。

DFR基因最早是于1985年首次从玉米中分离得到的，现已从杨树、牡丹、甘蓝、白菜、桂花、草莓、香雪兰、芒果、葡萄风信子等植物中克隆到了DFR基因。随着cDNA克隆技术的不断完善，国内也有研究人员从众多植物中陆续克隆到了DFR基因的cDNA或基因组DNA序列，但是目前关于茜草目植物日本蛇根草DFR基因的功能解析研究还未见报道，这极大地限制了人们对DFR的进化研究，同时也限制了人们对茜草目植物DFR的利用及对其花色苷生物合成的调控与改良。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了与日本蛇根草花色苷合成相关的DFR酶、编码基因、表达载体、双元表达载体及其应用。本发明提供的与日本蛇根草花色苷合成相关的DFR酶可以控制日本蛇根草花色苷的合成，编码该DFR酶的基因可以用于植物花色苷的改良。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种与日本蛇根草花色苷合成相关的DFR酶，所述DFR酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供了一种编码权利要求1所述DFR酶的基因OjDFR1，所述基因OjDFR1的cDNA的序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明还提供了一种扩增上述基因OjDFR1的引物对，所述引物对包括OjDFR1F1和OjDFR1R1；所述OjDFR1F1的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示；所述OjDFR1R1的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。

本发明还提供了一种表达上述DFR酶的表达载体，所述表达载体包括上述基因OjDFR1和基础载体；所述基础载体包括pET-32a(+)载体。

优选的，所述基因OjDFR1的cDNA序列位于基础载体的EcoR I和Hind III酶切位点之间。

本发明还提供了一种双元表达载体，所述双元表达载体包括权利要求2所述基因OjDFR1和基础载体；所述基础载体包括pBI121载体。

优选的，所述基因OjDFR1的cDNA序列位于基础载体的BamH I和Xba I酶切位点之间。