[发明专利]菊芋果聚糖1-外切水解酶基因Ht1-FEH II及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及菊芋果聚糖1-外切水解酶基因Ht1-FEH II及其应用。 

背景技术

植物果聚糖是由蔗糖与一个或多个果糖基相连接的聚合物，主要分布在禾本科(如小麦(Triticum aestivum)和大麦(Hordeum vulgare))、百合科(洋葱(Allium cepa)和大蒜(Allium sativum))以及菊科(菊苣(Cichorium intybus)和菊芋(Helianthus tuberosus))等植物中(Livingston III et al.2009；Vijn and Smeekens 1999)。大约15％的被子植物以果聚糖作为其主要的碳水化合物(Hendry 1993)。自然界中的果聚糖可以分为五类：线性菊糖型果聚糖(Inulin)、梯牧草糖型果聚糖(Levan)、混合型果聚糖(Branched)、菊糖型果聚糖新生系列(Inulin neoseries)和梯牧草糖型果聚糖新生系列(Levan neoseries)。线性果聚糖是由果糖基仅通过β(2-1)键或者β(2-6)糖苷键连接而成。从菊芋块茎和菊苣主根中提取的菊粉(Inulin)就是线性果聚糖的一种，基本由果糖基通过β(2-1)键连接，末端存在一个葡萄糖基(Van den Ende et al.2004；Eskandari Nasab et al.2009)。而鸡脚草中以β(2-6)糖苷键连接而成的梯牧草糖型果聚糖(Levan)就是线性果聚糖的另一种(成善汉et al.2002)。分支类型的果聚糖是指果糖基同时以β(2-1)键和β(2-6)糖苷键连接而成的果聚糖类型，小麦和大麦等植物中的果聚糖主要就是这种类型。新生系列的果聚糖就是在葡萄糖残基的两侧均连接果糖基的一种果聚糖类型，此类果聚糖在洋葱和黑麦草等植物中存在(Chalmers et al.2005)。此外，果聚糖作为一种功能性食品，是糖尿病、高血压患者的良好食品和甜味剂，具有广泛的应用前景(Ritsema and Smeekens 2003b)。 

菊芋(Helianthus tuberosus)块茎中的线性菊糖型果聚糖含量占块茎干重的85％，聚合度较低，在3～50之间(Edelman and JEEEORD 1968；Marx et al.1997)。菊芋中的果聚糖一般以蔗糖为前体，由蔗糖：蔗糖1-果糖基转移酶(Sucrose:Sucrose1-Fructosyltransferase，简写为1-SST)和果聚糖：果聚糖1-果糖基转移酶(Fructan:Fructan 1-Fructosyltransferase，简写为1-FFT)催化合成。其他物种中结构更复杂的果聚糖的合成，还需要例如果聚糖：果聚糖6G-果糖基转移酶(Fructan:Fructan6G-Fructosyltransferase，简写为6G-FFT)和蔗糖：果聚糖6-果糖基转移酶(Sucrose: Fructan 6-fructosyltransferase，简写为6-SFT)等酶的参与(Lasseur et al.2006；Sprenger et al.1995)。