[发明专利]茄子甘露糖焦磷酸化酶SmGMP蛋白及其编码基因

说明书

技术领域

本发明涉及茄子抗坏血酸合成途径中的关键酶及其编码基因，具体涉及一种茄子甘露糖焦磷酸化酶SmGMP蛋白及其编码基因，属于生物技术领域。

背景技术

抗坏血酸是植物体内最重要的抗氧化物质之一，它可以直接清除植物在逆境或正常代谢中产生的活性氧。其次，抗坏血酸能够维持另一种重要的抗氧化剂维生素E处于还原状态，并通过抗坏血酸-谷胱甘肽循环间接清除H₂O₂，从而保护植物免于氧化胁迫的伤害。

目前为止，植物中抗坏血酸的生物合成被认为有4种途径，其中受公众认可的是L-半乳糖途径。GMP(GDP-D-mannose pyrophosphorylase)，又称为VTC1，是L-半乳糖途径的第一个酶，它催化甘露糖-1-磷酸转化为GDP-D-甘露糖。对拟南芥抗坏血酸缺失突变体vtc1的研究表明，该突变体与野生型相比，GMP活性下降，在该突变体中转入GMP基因能够使突变体抗坏血酸的含量恢复到野生型。在马铃薯中利用反义抑制技术降低GMP的酶活，转基因马铃薯移栽大田后叶脉和茎上出现深色斑点。在抗坏血酸含量降低最多的系中，植株地上部分在3个月后就枯萎死亡，而野生型马铃薯未出现衰老现象。

目前已从很多植物中克隆得到GMP基因，如拟南芥、大豆、猕猴桃、番茄等。茄子是重要的蔬菜作物，但其因为缺少基因组相关信息，导致相关研究比较滞后。目前，未有任何与茄子GMP基因及其编码蛋白的相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于填补茄子GMP蛋白及其编码基因的空白。本发明提供了一种茄子GMP的cDNA以及氨基酸序列；进一步地，本发明提供了茄子SmGMP基因在不同组织器官及低温下的表达模式。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种具有茄子甘露糖焦磷酸化酶(GMP)活性的蛋白质，所述蛋白质包括：

(a)由如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或

(b)在(a)中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茄子甘露糖焦磷酸化酶(GMP)活性的由(a)衍生的蛋白质；

该蛋白质在茄子不同器官内的有无及活性大小存在较大差异。

优选地，所述蛋白质包括SEQ ID NO.2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。

优选地，所述蛋白质为SEQ ID NO.2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。

第二方面，本发明提供了一种编码所述具有茄子甘露糖焦磷酸化酶(GMP)活性的蛋白质的基因的核酸序列，所述基因的核酸序列如SEQ ID NO.1所示。

优选的，所述基因的核酸序列包括：

(a)如SEQ ID NO.1第1～1086位所示的碱基序列；或

(b)与SEQ ID NO.1第1～1086位所示的碱基序列具有至少70％的同源性的碱基序列；或

(c)能与SEQ ID NO.1第1～1086位所示的碱基序列进行杂交的碱基序列。

优选的，所述核酸序列包括SEQ ID NO.1第1～1086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碱基序列。

第三方面，本发明提供一对用于扩增所述基因的核酸序列的cDNA的引物对，所述引物对的序列如SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5所示。

第四方面，本发明还提供一种所述基因的核酸序列的启动子，所述启动子包括SEQ ID NO.3所示的碱基序列。

在本发明中，“分离的DNA”、“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。