[发明专利]一种大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及一种大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶及其编码基因与应用。

背景技术

维生素C又叫抗坏血酸(L-ascorbic acid，AsA)，是植物和大多数动物体内合成的一类己糖内酯化合物。维生素C在生物体中不仅具有抗氧化作用而且具有重要的代谢功能。研究发现，植物中，维生素C与植物的抗逆性表现为正相关性，提高植物细胞内的维生素C的含量，能使植物耐炎热、寒冷和盐碱等逆境的能力得到增强。维生素C是人类和动物维持生长、繁殖和保证健康所必需的营养物质。植物、微生物和大多数动物体内可自行合成维生素C，但是人类、猿猴、天竺鼠等自身已经丧失了合成能力，必须从食物中摄取，而新鲜蔬菜和水果是维生素C最好的来源。因此维生素C含量已成为衡量农产品品质的重要指标。

GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶(GMPase)是植物中维生素C合成途径L-半乳糖途径中第一步反应所需要的酶，催化D-甘露糖-1-P生成GDP-D-甘露糖。目前已经从烟草(AB066279)、土豆(AF022716)、拟南芥(AF076484)、金虎尾(DQ229168)、番茄(AY605668)等多个物种中获得了编码GMPase的基因。大豆中GMPase基因的序列还未见报道。

提高菜用大豆维生素C含量，提高菜用大豆的营养品质，对提高农业经济效益和改善人类生活质量具有积极而深远的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶。

本发明的另一目的是提供该大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的编码基因。

本发明的又一目的是提供该基因的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

本发明所提供的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶，名称为GmGMP1，来源于大豆属大豆[Glycine max(L.)]，具有SEQ ID NO.2所述的氨基酸序列。

上述大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的编码基因GmGMP1，其cDNA基因具有SEQ ID NO.1所示的DNA序列，该序列为GmGMP1基因的读码框，编码具有SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶。

含有编码大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的基因的表达载体。

所述的表达载体优选以pBI121为出发载体，将编码所述的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的基因GmGMP1插入到pBI121质粒的Xba I和BamH I酶切位点间得到的植物过量表达载体pBI-GmGMP1。

含有所述的编码大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶的基因的工程菌。

该工程菌优选利用基因工程手段将GmGMP1基因转入的根癌农杆菌菌株EHA105所得。

本发明所述的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶在培育高维生素C含量的植物中的应用。

本发明所述的大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶编码基因在培育高维生素C含量的植物中的应用。

有益效果

本发明首次从大豆中克隆出了GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因，通过构建植物过量表达载体pBI-GmGMP1，对该基因进行过量表达，发现过量表达GmGMP1的拟南芥与野生型拟南芥相比，其维生素C(抗坏血酸)含量显著提高，说明GmGMP1基因在提高植物维生素C(抗坏血酸)含量方面起着重要作用。

本发明大豆GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶(GmGMP1)及其编码基因GmGMP1对培育高维生素C(抗坏血酸)农作物，提高农作物营养品质的影响特别是对菜用大豆营养品质的影响具有重要意义。

附图说明

图1为大豆GMP1与其他物种的GMPase的氨基酸序列多重比较。

图2为含有GmGMP1的植物表达载体的结构示意图。

图3ASA标准曲线，其中纵坐标为OD_对照-OD_反应后，横坐标为ASA含量，单位为0.01mg/ml。

图4DHA标准曲线，其中纵坐标为OD_对照-OD_反应后，横坐标为DHA含量，单位为0.01mg/ml。

图5为转GmGMP1拟南芥株系与野生型拟南芥的叶片中总维生素C含量示意图，其中纵坐标单位为mg/100g。

具体实施方式

下述实施例中所用方法如无特别说明，均为本领域的常规方法。