[发明专利]一种三七转录因子基因PnERF1及其应用

说明书

本发明公开了一种三七转录因子基因PnERF1及其用途，即在提高三七皂苷生物合成关键酶基因表达量和增加三七愈伤组织中总皂苷与单体皂苷含量的应用，PnERF1基因核苷酸序列如SEQ ID NO︰1所示，编码AP2/ERF类转录因子；本发明采用功能基因组学和代谢工程相关技术证明三七PnERF1转录因子具有正调控三七皂苷生物合成的功能。将本发明所述的三七PnERF1转录因子基因构建到植物表达载体上并转入三七愈伤组织中使其过量表达，增强了三七皂苷合成途径关键酶基因的表达量，提高了三七总皂苷与单体皂苷的产量。

技术领域

本发明涉及分子生物学以及基因工程领域，尤其是一种三七皂苷生物合成相关转录因子基因PnERF1及应用。

背景技术

三七Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen为五加科人参属植物，根和根茎入药，是云南的道地药材。三七作为传统中药已有悠久的应用历史，清代药学著作《本草纲目拾遗》中记载“人参补气第一，三七补血第一，味同而功亦等，故称人参三七，为中药之最珍贵者”。三七具有活血和止血的双重功效，是驰名中外的“云南白药”的重要成分。三七主产于我国云南省文山州，均为人工栽培品，全世界98%的三七原药材产于云南，三七已经成为云南省最重要的药材资源。

三七皂苷(saponins of Panax notoginseng, PNS)是三七的主要药用成分，由多种四环三萜皂苷组成。目前，已从三七的根块、根茎（剪口）、茎、叶和花等部位分离和鉴定出70余种达玛烷型四环三萜皂苷，如人参皂苷Rb1、Rg1、Rh1、Rd、Re和F1等，这些单体皂苷大多数为达玛烷20(S)-原人参二醇型[20(S)-protopanaxadiol]和20(S)-原人参三醇型[20(S)-protopanaxatriol]，未发现含有齐墩果酸型皂苷，这与人参和西洋参有显著差异。三七皂苷具有扩张冠状动脉和外周血管、增加脑血流量的作用；还有抑制血小板凝聚、降低血液粘稠度、抑制血栓形成的功效；同时，兼具降血脂、抗疲劳、耐缺氧，提高和增强巨噬细胞功能等作用。

三七为多年生草本植物，一般需生长3-7年方能入药，故名“三七”。三七对生境要求苛刻，适合种植三七的土地面积有限；同时，三七生长过程中病虫害严重，土壤次生盐渍化和酸化突出，导致三七种植需要“轮作”。这种生长周期长，土地利用率低下的现状，制约了三七产业的可持续发展。近些年，以三七为组分的药品市场迅速扩大，导致三七药材需求增长，供需矛盾突出。鉴于人工栽培时间长，化学合成机理和路线不够清晰等弊端，利用生物工程技术和基因调控的方法来生产三七皂苷逐渐成为研究热点。

茉莉酸甲酯(MeJA)是植物重要次级代谢信号分子，在植物抗逆自我保护过程中扮演重要角色，能够引起细胞次生代谢物的合成。目前，有关茉莉酸甲酯介导的植物次生代谢合成过程已经从研究重要基因的表达逐步过渡到相关转录因子的研究。越来越多的证据表明，控制重要萜类次生代谢物合成的转录因子大多能被茉莉酸甲酯诱导表达。

转录因子对基因的转录激活是植物次生代谢过程重要的调控环节。利用转录因子作为改造植物代谢途径的工具，以其独有的“多点调控”优势，弥补了代谢工程操作中单个关键酶基因作用不足和多个关键酶基因可能产生组成性致死表达的情况，成为一种新的策略。次生代谢途径中多个功能相关的酶基因常被同一转录因子正调控或负调控，对转录因子进行基因修饰显然比多基因操作更容易改良目标次生代谢途径。