專利名稱：控制花青素含量的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制花青素含量的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
黃酮類化合物泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)(A-與B-環(huán))通過中央三碳原子相互連結(jié)而成的一大類次生代謝物。自然界中存在著6000種以上的黃酮類化合物，這些化合物的種類和數(shù)量在不同種類的植物中分布是不相同的，同時還受到植物的發(fā)育階段和生長條件下的影響。黃酮類化合物廣泛存在于植物界中，是植物體內(nèi)最主要的色素化合物，它們使植物的葉子、花及果實呈現(xiàn)紅色、藍(lán)色和紫色等各種顏色，這些絢麗的顏色可以吸引受粉者，使植物得以受粉，并且有利于種子的傳播。除了使植物的各組織和器官呈現(xiàn)不同的顏色夕卜，黃酮類化合物還有多種多樣的植物生理活性，包括使植物免受紫外線的傷害，調(diào)節(jié)生長素的極性運(yùn)輸，在花粉萌發(fā)過程中介導(dǎo)信號傳遞，參與植物的抗病等等。作為膳食中必不可少的組分，黃酮類化合物具有諸多有利于人類健康的特性，如抗氧化，抗腫瘤等。同時，黃酮類化合物的成分和含量還會影響食物的品質(zhì)和口感，例如在葡萄中花色素和單寧的含量決定著葡萄酒的顏色、質(zhì)量。由于黃酮類化合物合成途徑的基因突變可以導(dǎo)致植物某器官顏色的變化，并且這種顏色的變化在大多數(shù)情況下不影響植物的生長發(fā)育，所以長期以來這類基因在生產(chǎn)和遺傳學(xué)研究中一直作為標(biāo)記基因。到目前為止，大量的關(guān)于種子和其他器官顏色變化的突變體得到了分離和鑒定，通過對這些突變體的研究并輔以生化分析手段，黃酮類化合物合成過程已得到詳細(xì)的闡述。大部分的化合物都是由蘋果酸輔酶AOiialonyl-CoA)和肉桂酰輔酶A(P-C0Umaroyl-CoA)經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)合成的。這些途徑中涉及的酶包括查爾酮合成酶(chalcone synthase, CHS)，查爾酮異構(gòu)酶(chalcone isomerase, CHI)，黃酮羥化酶等。CHI是黃酮類化合物合成途徑中的第二個酶。研究者們首先在大豆中純化出CHI并在雙子葉中對該酶及其編碼基因進(jìn)行深入的研究，如在豆科中研究酶的生化性質(zhì)和三維結(jié)構(gòu)， 在牽?；ㄖ醒芯科浠虻膯幼樱跀M南芥中分析該基因突變體表型。研究表明該基因的表達(dá)變化會引起植物某些器官中黃酮類化合物含量和成分的差異，并導(dǎo)致顏色的改變。水稻中的CHI基因已經(jīng)通過同源序列比對被確定，但迄今為止還沒有CHI基因的突變體被分離和鑒定。黃酮類化合物是一種良好的活性氧自由基的清除劑，對不同種類的氧自由基，不同結(jié)構(gòu)的黃酮化合物可以達(dá)到不同的清除效果。黃酮類化合物分布于大部分的綠色植物中，在日常生活的食物中也很豐富。在新興的功能性食品中有很大一部分是和抗衰老、清除體內(nèi)過多的氧自由基有關(guān)的，所以黃酮類化合物是有希望在其中發(fā)揮作用的生物活性因子。水稻金黃穎突變體是一種成熟時稻殼和莖稈都呈現(xiàn)棕黃色的水稻突變體，長期以來作為標(biāo)志基因應(yīng)用于遺傳學(xué)研究。水稻中已報道有四個不同的金黃穎突變體，其中三個已被定位于不同的染色體(http//www. Rramene. orR/db/mutant)
稻殼是碾米廠的加工副產(chǎn)品，約占稻谷總產(chǎn)量的20%，目前全世界年產(chǎn)稻殼6 千萬噸以上。長期以來，國內(nèi)外對稻殼的綜合利用進(jìn)行了廣泛的研究，獲得了許多可利用的途徑，但真正能夠形成規(guī)模生產(chǎn)、大量消耗稻殼的利用途徑并不多。很多地方把稻殼視為廢棄物，資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此研究解決稻殼的合理利用意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種控制花青素含量的蛋白及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明提供的控制花青素含量的蛋白(GH-I)，來源于水稻，是如下1)或2)的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；幻將序列表中的SEQ ID N2 . 2氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質(zhì)。序列表中序列2由233個氨基酸殘基組成。為了便于GH-I的純化，可在由序列2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)的氨基端或羧基端連接上如表1所示的標(biāo)簽。表1標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種蛋白，是下述1)或幻所述的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQID N2. 2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；2)將序列表中的SEQID N2 . 2氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和 /或缺失和/或添加且具有SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質(zhì)。
2.權(quán)利要求1所述蛋白的編碼基因。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述編碼基因，其cDNA基因的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQID Na . 1的DNA序列；2)編碼序列表中SEQID No . 2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸；3)與序列表中SEQID Ns. 1限定的DNA序列具有90%以上同源性，且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列；4)在嚴(yán)格條件下可與序列表中序列2限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼基因，其基因組基因的核苷酸序列是下列核苷酸序列之1)序列表中SEQID Na . 3的DNA序列；2)編碼序列表中SEQID No . 2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸；3)與序列表中SEQID Ns. 3限定的DNA序列具有90%以上同源性，且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列；4)在嚴(yán)格條件下可與序列表中序列3限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
5.含有權(quán)利要求2-4中任意一項所述基因的重組表達(dá)載體、重組工程菌、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組病毒。
6.權(quán)利要求1所述的蛋白或者其編碼基因在培育穎殼中花青素含量增加的轉(zhuǎn)基因水稻種的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了控制花青素含量的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明公開了一種水稻查爾酮異構(gòu)酶及其編碼基因與應(yīng)用。該蛋白，是如下1)或2)的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；2)將序列表中的SEQ ID №.2氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有SEQ ID №.2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質(zhì)。本發(fā)明水稻查爾酮異構(gòu)酶基因，既可以作為分子標(biāo)志基因輔助水稻育種，更對了解稻殼的合理利用具有重要的價值。
文檔編號C12N15/82GK102477092SQ20101057430
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者唐丁, 李明, 洪麗蘭, 王克劍, 程祝寬 申請人:中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所