[发明专利]黄烷酮3’,5’-羟化酶基因及其所编码的蛋白质

说明书

技术领域

 本发明公开了一个来自川乌头（Aconitum carmichaeli Debx）的黄烷酮3’,5’-羟化酶基因（Ac-F3’5’H）及其所编码的蛋白质，属于基因工程技术领域。

背景技术

花色是观赏植物最重要的观赏性状和经济性状之一。蓝色给人高雅和梦幻般的感觉，但目前世界四大鲜切花都缺少蓝色系列，因此培育蓝色花卉已成为近十多年来花卉育种中花色研究和改良的热点之一。

目前，尽管常规育种方法能培育出许多新的花色品种，但很难打破属、种间的生殖隔离，在资源尤其是野生花卉资源的利用上存在较大的局限性，使某些重要的育种目标如蓝色花色等难以实现。世界四大切花都缺乏蓝色品种，这是因为它们都缺乏能合成蓝色色素——翠雀花色素的关键基因,即黄烷酮3’,5’-羟化酶基因（flavanone3’,5’-hydroxylase，简称F3’5’H），而基因工程或分子育种正好可以弥补常规育种的技术缺陷，是改变花色的必要手段。F3’5’H属于细胞色素P450酶家族（cytochrome P450，CYP450），是蓝色色素苷合成过程中的关键酶，它能与黄烷酮3’-羟化酶（flavanone3’-hydroxylase，简称F3’H）和黄酮醇合酶（flavonol synthase，简称FLS）竞争底物，催化黄烷酮（flavanone）、圣草酚（eriodictyol）、二氢山奈酚（dihydrokaempferol，DHK）等形成二氢杨梅黄酮（dihydromyricetin，DHM），即蓝色色素形成的前体，因此，F3’5’H也被称为“蓝色基因”（Holton et al Cloning and expression of cytochrome P450 genes controlling flower colour NATURE Nature.Vol.366,No18.pp.276-279,1993）。很多观赏植物如月季、菊花、百合等之所以缺少蓝色系，主要是因为不含或仅含少量的F3’5’H。近年来已先后在多种植物中分离出F3’5’H基因，并对其表达模式和功能进行了初步研究，其中已经有的已被用于蓝色花色花卉品种的选育工作（Mori et al Heterologous expression of the flavonoid-3’,5’-hydroxylase gene of Vinca major alters flower color in transgenic Petunia hybrida PLANT CELL REPORTS Vol.22, No. 6, pp.415-421,2004；Katsumoto Y et al Engineering of the Rose Flavonoid Biosynthetic Pathway Successfully Generated Blue-Hued Flowers Accumulating Delphinidin PLANT AND CELL PHYSIOLOPY Vol.48,Issue of November 11,pp.1589-1600,2010）。但是在乌头中还没有发现此类基因的报道。

川乌头是我国特有的野生蓝色花色植物，其花色亮兰，异常美丽。所以我们从川乌头中克隆出的黄烷酮3’,5’-羟化酶基因可以导入其它花卉如四大切花中，有望通过基因工程手段培育出市场流行的蓝色花色的花卉品种，提高花卉观赏性。

发明内容

本发明的目的在于提供一个来自川乌头（Aconitum carmichaeli Debx）的黄烷酮3’,5’-羟化酶基因（Ac-F3’5’H）及其所编码的蛋白质，以便作为目的基因导入其它花卉如月季、康乃馨、香石竹、非洲菊、百合等品种中，从而育成蓝色花卉品种，提高花卉观赏性。

本发明提供的黄烷酮3’,5’-羟化酶基因（Ac-F3’5’H）及其所编码的蛋白质，来自川乌头（Aconitum carmichaeli Debx），命名为Ac-F3’5’H基因，该黄烷酮3’,5’-羟化酶基因Ac-F3’5’H的核苷酸序列为SEQ ID NO.1。该黄烷酮3’,5’-羟化酶基因Ac-F3’5’H编码的蛋白质，命名为Ac-F3’5’H蛋白质，其氨基酸序列为SEQ ID NO.2。