[发明专利]花生维生素E合成相关基因AhPK及其在提高植物维生素E含量和耐盐性中的应用

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E合成相关基因AhPK及其在提高植物维生素E含量和耐盐性中的应用。

背景技术

维生素E是一种脂溶性的小分子抗氧化剂，分为生育酚和生育三烯酚两类，各包括α-、β-、γ-和δ-四种类型，其中以α-生育酚的活性最高，可以被人和动物高效吸收和利用。维生素E具有酚氧基结构，在植物光合组织中可使逆境胁迫产生的活性氧自由基失活，并通过与膜脂水解产物形成复合物，清除类囊体膜上的脂质过氧化产物，阻止膜脂过氧化的扩大，保护膜的完整性，从而增强植株的抗逆境胁迫能力。在非光合组织中，维生素E能淬灭并能同单线态氧反应，保护不饱和脂质免受单线态氧损伤；还可以被超氧阴离子自由基氧化，使不饱和油脂免受自由基攻击，从而抑制油脂的自动氧化，延长油脂的贮存期。另外维生素E还具有调节脂肪酸合成、糖类运输、茉莉酸和乙烯信号转导，促进种子萌发等功能

维生素E主要在高等植物的叶绿体内膜上合成，储存于植物的叶片和种子中，尤其是油料植物的种子。维生素E合成的第一步是前体—尿黑酸(HGA)和植基二磷酸(PDP)的合成。其中PDP形成维生素E的疏水尾部，它可由牻牛儿基牻牛儿基二磷酸(GGDP)还原而成；也可由GGDP在聚合酶的作用下与叶绿素A聚合成牻牛儿基牻牛儿基叶绿素A，后者由牻牛儿基牻牛儿基二磷酸还原酶(GGR)催化生成叶绿素A，叶绿素A在叶绿素酶的作用下脱去植醇，生成脱植基叶绿酸A，而植醇在植醇激酶的作用下形成植基一磷酸，之后生成PDP。

植醇激酶是影响维生素E含量的关键酶之一，它可催化植醇向植基一磷酸的生成，进而合成生育酚的前体PDP。Valentin等在拟南芥中发现一个突变体，维生素E含量只有野生型的20%，并通过图位克隆法得到了相关基因VTE5（PK），该基因编码植醇激酶。在集胞藻中敲除VTE5的同源基因slr1652后，相应突变体中维生素E含量减少了50%。而且进一步研究发现，在集胞藻和拟南芥叶、种子中积聚的大多数和生育酚合成中有关的PDP来自于植醇。目前通过遗传转化可使油料作物的生育三烯酚含量提高10-15倍，而生育酚含量最多只能提高2-2.5倍。很多学者认为，这种差异主要是由于PDP库的供给不足。而植醇激酶和绿色植物中PDP的合成有着密切的关系，因此它可能是维生素E生物合成途径中的一个限速酶，它的活性会直接影响维生素E的总体含量和活性。

发明内容

本发明提供了花生维生素E合成相关基因AhPK及其在提高植物维生素E含量和耐盐性中的应用，本发明将AhPK基因在花生中过量，可以显著提高转基因植株的维生素E含量、活性和种子的耐盐性。

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E合成相关基因AhPK，其序列表如SEQ ID No:1所示。

所述基因AhPK有6个外显子，分别对应的碱基分别为第34-366、1316-1378、1498-1631、2011-2128、2270-2384、2685-2863位。

克隆所述基因AhPK的引物名称与序列如下：

P1：5＇- ATGTCTCTCACTCACACTCCCGTTA -3＇；

P2：5＇- TACAATTTGGTCTTACAATCAAAAA -3＇；

所述引物序列分别与AhPK基因第1-25碱基、第2857-2881碱基对应。

本发明提供了所述的花生维生素E合成相关基因AhPK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花生维生素E合成相关基因AhPK在提高植物维生素E含量中的应用。

进一步的，所述AhPK基因转入花生中超量表达，能提高转基因花生植株叶片的维生素E含量，维生素E含量中生育酚总量达到对照的2.81倍，活性最高的α生育酚含量达到对照2.8倍。

本发明还提供了所述的花生维生素E合成相关基因AhPK在提高植物耐盐性中的应用。

进一步的，将花生AhPK基因在花生中超量表达，花生转基因种子在0.7% NaCl溶液中发芽率最高可达到40%。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：