[发明专利]郁金香黄烷酮-3-羟化酶TfF3H蛋白及其编码基因和探针

说明书

技术领域

本发明涉及郁金香花色苷合成途径中的关键酶及其编码基因和探针，具体是一种郁金香黄烷酮-3-羟化酶TfF3H蛋白及其编码基因和探针。

背景技术

花的颜色是影响植物传粉的重要因素，同时也决定一种花卉的商品价值和观赏价值。改变花色，创造新花色，可以增加花卉的商品价值和观赏价值。花朵颜色是花瓣细胞中积累花色素的结果。类黄酮是花色素的一大类，它使花朵产生从黄到紫的全部颜色。在类黄酮的合成途径中，黄烷酮-3-羟化酶（F3H）是紧接查尔酮合成酶（CHS），查尔酮异构酶（CHI）的第三个酶。它催化黄烷酮在C3位置羟基化形成无色的黄烷酮醇，也能够催化圣草酚、柚皮素、5羟基双氢黄酮等在3′位置的羟基化，生成二氢黄酮醇。由于二氢黄酮醇是黄酮醇和花色素的共同前体，因此，F3H是位于类黄酮合成通路分支点处的关键酶。

F3H在决定种皮和花的颜色中具有重要作用。拟南芥中F3H的突变会导致种皮中色素的减少，叶和茎等器官中的的花色素减少，从而使种皮颜色变为灰白色。抑制F3H基因的表达也可以直接阻碍类黄酮的合成。用反义RNA技术阻止F3H基因在一种同时缺乏二氢黄酮醇3′-羟化酶（F3′H）和二氢黄酮醇3′,5′-羟化酶（F3′5′H）的康乃馨突变株中的表达时，得到了一系列颜色由原本橘色逐渐衰减至无色的转基因植株；矮牵牛花中通过反义抑制F3H的表达，使花颜色由原来的橙色/微红色减弱甚至完全失去。

目前，很多植物中的F3H基因已被分离鉴定，如大麦、苹果、紫花苜蓿、玉米、拟南芥等，但对于球根花卉郁金香（Tulipa fosteriana），F3H基因的克隆、表达模式及F3H蛋白编码序列目前尚不清楚。目前，未有任何与郁金香F3H蛋白及其编码基因序列相关的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于填补郁金香F3H基因家族成员的克隆、表达模式分析以及郁金香F3H蛋白及其编码基因序列的空白，提供了一种郁金香TfF3H蛋白，本发明还提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列以及检测所述核酸序列的探针。本发明提供了郁金香TfF3H蛋白及其编码基因序列在郁金香不同器官、不同发育阶段的表达模式，为今后利用基因工程技术对TfF3H基因的时空表达特性进行调控，从而改变花色，创新花色提供了理论依据，具有重大的应用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的，

一方面，本发明提供了具有郁金香黄烷酮-3-羟化酶活性的蛋白质，所述蛋白质是由如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或由SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个氨基酸且具有郁金香黄烷酮-3-羟化酶活性的由（a）衍生的蛋白质。该蛋白质在花朵的不同发育阶段、不同器官内的有无及活性大小存在较大差异。

优选的，所述蛋白质为SEQ ID NO.4所示氨基酸序列经过1～50个氨基酸的缺失、插入和/或取代，或者在C末端和/或N末端添加1～20个以内氨基酸而得到的序列。

进一步优选的，所述蛋白质为SEQ ID NO.4所示氨基酸序列中1～10个氨基酸被性质相似或相近的氨基酸所替换而形成的序列。

另一方面，本发明提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列。

优选的，所述核酸序列具体为：

（a）碱基序列如SEQ ID NO.3第1～1101位所示；

或（b）与SEQ ID NO.3第1～1101位所示的核酸有至少70%的同源性的序列；

或（c）能与SEQ ID NO.3第1～1101位所示的核酸进行杂交的序列。

优选的，所述核酸序列具体为SEQ ID NO.3第1～1101位所示的核酸序列中1～90个核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5′和/或3′端添加60个以内核苷酸形成的序列。

此外，本发明提供了一种用于检测上述核酸序列的探针，所述探针为包含有所述核酸序列8～100个连续核苷酸的核酸分子。该探针可用于检测样品中是否存在编码郁金香F3H相关的核酸分子。

在本发明中，“分离的”、“纯化的”DNA是指，该DNA或片段已从天然状态下位于其两侧的序列中分离出来，还指该DNA或片段已经与天然状态下伴随核酸的组分分开，而且已经与在细胞中相伴随的蛋白质分开。