[发明专利]白菜型油菜DGAT1基因及其应用

说明书

本发明提供了白菜型油菜DGAT1基因及其应用，属于基因工程领域。白菜型油菜DGAT1基因序列如SEQ ID No.1所示，其编码蛋白序列如SEQ ID No.2所示。该基因来源于白菜型油菜(Brassica rapa)(芥头2号)，编码二酰甘油酰基转移酶，是生物体内TAG合成过程中的关键酶。利用本发明的白菜型油菜DGAT1基因转化酵母细胞能大幅提高酵母细胞的总油脂含量，可将该基因应用于生物油脂制备领域，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及白菜型油菜DGAT1基因、其编码蛋白及应用。

背景技术

三酰甘油(TAG)是植物贮藏脂类的主要贮存形式，它广泛分布于植物的种子、花粉、果实和叶片等器官中，主要参与细胞膜脂构建、能量代谢、逆境反应、种子萌发和花粉发育等众多生命活动。随着对油脂合成途径研究的深入，发现植物主要有2条TAG生物合成途径。其一为Kennedy途径，是植物组织中油脂生物合成的主要途径。在该途径中二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是控制TAG合成的最后一步反应的限速酶，它催化酰基链从脂酰基辅酶A转移到sn-1,2-二脂酰甘油(DAG)的sn-3位上的反应，从而形成TAG。另一合成途径是由磷脂二酰甘油酰基转移酶(PDAT)控制的以磷脂作为酰基供体的TAG的合成。

DGAT是一种微粒体酶，该酶的活性与脂肪代谢及脂类在组织中的沉积有密切关系，它能够催化二酰甘油与酰基辅酶A的共价结合，从而形成甘油三酯(TAG)；而DGAT是三酰甘油生物合成途径中关键限速酶。到目前为止，根据其序列相似度、基因定位和基因结构等方面的差异可分为：DGAT1、DGAT2和DGAT3。DGAT1属于MBOAT酰基转移酶超基因家族中的酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶家族(acy1CoA:cholesterol acyltransferase.ACAT)，是一种特殊类型的DGAT酶；而DGAT2和最初克隆到的DGAT在氨基酸序列上存在差异，属于DGAT2超基因家族，在大多数动植物体内跟DGAT1是直系同源，DGAT1和DGAT2蛋白主要结合在内质网膜上，二者相似度很高，而DGAT3只在发育中的花生子叶中发现的新类型，定位于细胞质内，由于其与DGA T1和DGAT2的相似度极低，因将其命名为DGAT3。

DGAT广泛存在于叶片、花瓣、果实、花粉囊以及发育的种子等不同器官中,尤其在发育的种子和花瓣中其含量和活性较高。自1999年以来，研究人员在拟南芥、油菜、蓖麻、烟草、大豆等其他植物均得到了DGAT基因。研究表明DGAT1是属于酰基辅酶A转移酶活性家族的一类酶，除了二酰基甘油外，它还能利用不同的受体。例如，MmDGAT1也拥有酰基辅酶A：视黄醇酰基转移酶(retinol acyltransferase ARAT)的活性，以及拟南芥中酰基辅酶A：脂肪族醇酰基转移酶(fatty alcohol acyltransferase)又叫蜡酯合成酶(wax estersynthase WSD1)，在体外也表现出DGAT的活性。

近年来，对植物油脂的广泛需求极大的促进了DGAT相关基因的研究，尤其是在利用基因工程方法改良优质品质方面获得了较大的发展。2008年，Zheng通过对高油玉米DGAT1的研究发现，在DGAT1-2蛋白的F469位点处的一个苯丙氨酸的插入是提高油含量和油酸含量的重要决定因素，阐明了油含量以及组成差异的分子基础。

发明内容

本发明的目的是提供白菜型油菜DGAT1及其应用。

本发明首先提供白菜型油菜DGAT1蛋白，其具有：

1)如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白质。

本发明提供了编码白菜型油菜DGAT1蛋白的基因，其具有：

1)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或