[发明专利]花生维生素C合成相关基因AhPMM及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及花生维生素C合成相关基因AhPMM及其应用。

背景技术

维生素C即抗坏血酸，在生物体的氧化还原代谢反应中起调节作用，人类缺乏它可引起坏血病。除此之外,它还具有其他的作用。例如，缺乏维生素C胆固醇就不能羟基化变成胆酸排出体外；它的氧化酶会影响某些氨基酸（一般是芳香族）的代谢；还有解毒作用等。一般，在动物体内和植物体内，维生素C都可以自己合成，但是，在人体却无法合成抗坏血酸。这是由于，在人体内缺乏古洛内酯氧化酶。植物体自身所合成的维生素C，不仅可以为人类所用，对植物体本身生理功能也具有重要作用。一般来说，抗坏血酸与植物的抗逆性是呈正相关的，随着植物细胞内的抗坏血酸的含量增加，其本身及其代谢相关酶类在清除活性氧方面的作用也增强，使得抗坏血酸在植物耐炎热、寒冷和盐碱环境等逆境的机制中起到了重要的作用。而且抗坏血酸还与植物细胞的分裂、伸长和植株生长有关。

迄今为止已经发现在植物中可能存在4种维生素C合成途径：半乳糖途径、糖醛酸途径、古洛糖途径以及肌醇途径。其中在维生素C的主要的生物合成途径当中，磷酸甘露糖变位酶(PMM)可以促进D-6-磷酸甘露糖转化为D-1-磷酸甘露糖，从而进一步合成维生素C。

目前在拟南芥、烟草、大豆、水稻、番茄、小麦等已经被克隆了PMM基因，但在花生中还没有克隆的报道，该基因在花生中的功能性研究和转基因调控的报道尚存空白。

发明内容

本发明提供了花生维生素C合成相关基因AhPMM及其应用，本发明通过将AhPMM基因转入花生中，可以显著提高花生转基因植株的维生素C含量和花生种子的耐盐性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

花生维生素C合成相关基因AhPMM，其序列表如SEQ ID No:1所示。

所述基因AhPMM有11个外显子。

所述11个外显子对应的碱基分别为第3-71，1246-1290，1410-1476，1784-1860，2076-2111，2207-2262，2349-2448，2549-2644，2732-2821，3204-3255，3417-3472位。

克隆所述基因AhPMM的引物名称与序列如下：

P1 (5'- AAATGGCTGCCCGGAAACCTGG -3')；

P2 (5'- TGGTGGTTCTCAATGGAAACATTGCT -3')，

上述引物序列分别与基因AhPMM第1-22碱基、第3482-3507碱基对应。

本发明还提供了所述的花生维生素C合成相关基因AhPMM编码产生的蛋白质，其氨基酸序列表如SEQ ID No:2所示。

本发明还提供了所述的基因AhPMM在提高维生素C含量的应用。

转AhPMM基因花生叶片总维生素C含量达8.64 umol g^-1，还原态维生素C含量达5.38 umol g^-1。

本发明还提供了所述的基因AhPMM在提高耐盐性中的应用。

将花生AhPMM基因在花生中超量表达，花生转基因种子在1% NaCl溶液中发芽率最高达到50%。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、本发明从花生中克隆了PMM基因（AhPMM），测序结果表明该基因有11个外显子，分别对应的碱基为3-71，1246-1290，1410-1476，1784-1860，2076-2111，2207-2262，2349-2448，2549-2644，2732-2821，3204-3255，3417-3472。

2、将所述AhPMM基因转入花生植株中，转AhPMM基因花生植株形态发育正常，转基因花生叶片总维生素C含量可达到8.64 umol g^-1 (FW)，为对照(5.31 umol g^-1)的1.6倍；还原态维生素C含量可达到5.38 umol g^-1 (FW)，为对照(2.83 umol g^-1)的1.9倍。所以本发明将AhPMM基因在花生过量表达可显著提高叶片维生素C含量。

3、本发明通过实验证明AhPMM基因受盐胁迫诱导表达，24 h时可达到对照的4.96倍。

4、转AhPMM基因花生种子在1% NaCl的发芽率最高可达到50%，而非转基因种子的发芽率只有20%；本发明将AhPMM基因在花生过量表达可显著提高种子的耐盐性。