[发明专利]华北紫丁香查尔酮合酶基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种华北紫丁香查尔酮合酶基因及其应用。

背景技术

花色是园林植物重要的观赏特性之一，类黄酮及其有色衍生物在花色形成过程中发挥极其重要的作用。查尔酮合酶(Chalcone synthase，CHS)是类黄酮类物质代谢合成途径中的关键酶，其催化了1个分子的香豆酰CoA(Coumanyl CoA)与3个分子的丙二酰CoA(Malonyl CoA)生成4,5,7-三羟基黄烷酮(Narigenin chalcone)。在高等植物中，类黄酮类物质是广泛存在的次生代谢物，在植物与环境的相互作用中起到了重要作用，不但在植物的花色形成中起着决定作用，还参与植物的多种生理生化过程，如抗病菌侵染、逆境胁迫、UV辐射、植物生长发育及调节生长素运输等。1983年科学家首次在荷兰芹中发现了CHS基因，此后相继又从拟南芥、大豆、大麦、松树、矮牵牛、兰花和金鱼草等植物中克隆获得了CHS基因序列。由于黄酮类物质与植物花色关系密切，许多CHS基因的研究多集中在这一领域。随着研究的不断深入，越来越多的证据表明，植物CHS基因家族在病原菌侵染、创伤、冷害等生物和非生物胁迫中具有重要作用。当植物受到病原菌侵染时，通过苯丙氨酸代谢途径(Phenylpropanoid pathway)产生大量类黄酮、酚类、萜类和生物碱类等物质，以阻碍或减缓病原菌在植物体内生长和繁殖，达到抗病的目的。由CHS调控的苯丙烷代谢反应很可能是植物抵御外界生物和非生物胁迫的重要机制。

华北紫丁香是北京地区优良的景观行道树种，是中国特有的名贵花木，已有1000多年的栽培历史。植株丰满秀丽，枝叶茂密，且具独特的芳香，广泛栽植于庭园、机关、厂矿、居民区等地。常丛植于建筑前、茶室凉亭周围；散植于园路两旁、草坪之中；与其他种类丁香配植成专类园，形成美丽、清雅、芳香，青枝绿叶，花开不绝的景区，效果极佳；也可盆栽、促成栽培、切花等用。丁香花芬芳袭人，为著名的观赏花木之一。欧、美园林中广为栽植。在中国园林中亦占有重要位置。园林中可植于建筑物的南向窗前，开花时，清香入室，沁人肺腑。华北紫丁香的叶还可以入药，味苦、性寒、有清热燥湿的作用，民间多用于止泻。因此，华北紫丁香具有很高的观赏价值和药用价值。然而其基础研究很薄弱，关于华北紫丁香中CHS基因克隆和功能研究尚未见报道。

发明内容

本发明以华北紫丁香转录组测序得到的查尔酮合酶基因(SoCHS)的Unigene序列片段为模板，获得SoCHS的cDNA全长序列。在对其结构、编码蛋白进行生物信息学分析的基础上，利用分子生物学技术，构建该基因的超表达、YFP定位表达载体，通过农杆菌介导，转化拟南芥、烟草，分析其蛋白特性并验证其功能；利用RT-PCR技术，分析该基因的组织特异表达模式。通过以上研究揭示SoCHS参与调控花色形成分子机制。

在描述本发明的化合物、组合物、蛋白质、肽等以及方法之前，应当理解，这些实施方式不限于所描述的特定方法、方案以及试剂，这是因为它们可以变化。还应当理解，本文所使用的术语仅用于描述特定实施方式目的，并且不旨在限制本实施方式或权利要求的范围。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

华北紫丁香查尔酮合酶基因，所述基因的序列选自下列组的序列之一：

a)、具有SEQ ID NO：1的核苷酸序列；

b)、在严格条件下能够与a)所述核苷酸序列杂交的核苷酸序列；

c)、与a)或b)所述序列互补的核苷酸序列。

本领域技术人员应该知晓，本发明所述的华北紫丁香查尔酮合酶基因还包括与核苷酸序列SEQ ID NO：1高度同源，并且具有同样的花色调控功能或增强植物抗性的高度同源的功能等价体序列。

SoCHS的cDNA全长序列为1170个碱基，无内含子，编码389个氨基酸。

所述高度同源的功能等价体序列包括在严格条件下能够与具有SEQ ID NO：1所示的序列的DNA杂交的DNA序列。本发明中使用的“严格条件”是公知的，包括诸如在含400mM NaCl、40mM PIPES(pH6.4)和1mM EDTA的杂交液中于60℃杂交12～16小时，然后在65℃下用含0.1％SDS、和0.1％SSC的洗涤液洗涤15～60分钟。