[发明专利]红花CtACO1基因、其编码蛋白质及应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体是红花CtACO1基因及其编码蛋白质在提高红花中黄酮醇类化合物含量中的应用。本发明首次提供了红花CtACO1参与红花黄酮醇类化合物生物合成途径相关基因的调控，CtACO1通过转基因的方法转入红花中，可以刺激大部分黄酮合成通道结构酶基因的表达，同时，可以提高黄酮醇类化合物的含量。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地说，是红花CtACO1基因、其编码蛋白质及应用。

背景技术

传统中药红花(Carthami Flos)具有活血祛瘀，通经活络的功效，其主要成分为黄酮类化合物，羟基红花黄色素A(HSYA)、Carthamin、槲皮素及其苷类、山萘酚及其苷类被认为是其发挥药理活性的主要活性成分。因此，通过红花黄酮代谢通道关键基因的调控是提高红花黄酮含量的一种有效方法。

黄酮类成分是植物重要的次生代谢产物，广泛地受到外界环境及刺激的影响。作为气态植物激素，乙烯调节植物生长，发育和应激反应的各种过程，并且作为传导外界刺激的信号分子。研究表明，乙烯及其前体ACC的外源应用可以诱导黄酮醇积累。ACO参与乙烯生物合成的最后步骤并催化ACC至乙烯，其与植物的生理和生物化学变化密切相关。但ACO对黄酮类化合物积累或黄酮类代谢途径的影响仍不清楚。

发明内容

本发明的目的在于提供红花CtACO1基因、其编码蛋白和在提高红花中重要活性成分黄酮醇类化合物含量中的应用。

中国专利文献CN106967735A公开了红花CtCHS1基因、其编码蛋白质及应用，CtCHS1位于黄酮合成通道的入口，过表达后具有提高醌式查尔酮类化合物的作用。而本发明提供的CtACO1基因位于乙烯合成途径，对黄酮合成途径处于整体调控的位置，过表达CtACO1提高了部分黄酮醇类化合物的含量。综上，CtACO1与CtCHS1基因相比，提高的黄酮成分类型不同；同时，ACO基因作为乙烯合成末端基因，明确其基因及蛋白功能，不仅有助于后续培育定向提高黄酮类成分的种质资源，同时，为外源乙烯刺激以影响红花黄酮类成分合成提供了参考及理论支持，以更便捷低成本的方式提高红花中的黄酮类成分含量。

本发明的第一方面，提供一种红花CtACO1(ACC氧化酶)基因，其核苷酸序列如SEQID NO.1所示。所述的CtACO1基因全长1195bp，其开放阅读框(ORF，Open Reading Frame)区包含了1098bp，编码365个氨基酸，开放阅读框的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明的第二方面，提供一种红花CtACO1蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

本发明的第三方面，提供一种重组表达载体、重组菌或转基因植物，所述的重组表达载体、重组菌或转基因植物含有上述红花CtACO1基因SEQ ID NO.1或其开放阅读框SEQID NO.3。

优选的，在制备所述的重组表达载体、重组菌或转基因植物时，用于扩增红花CtACO1基因开放阅读框的引物对为SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5：用于扩增红花CtACO1基因的引物对分别如SEQ ID NO.10和SEQ ID NO.11所示。

CtACO1F：GAGCTTTCGCGGATCCGCCACCATGGCTTCAGCCACTAAC(SEQ ID NO.4)；

CtACO1R：CATGGTGGCAAGCTTAGGGCCGGGATTCTCCTCCACGTCACCGCATGTTAGAAG(SEQ IDNO.5)；

5’-Full length of CtACO1(CGAATCTAGACCGTCAGCCATG，SEQ ID NO.10)

3’-Full length of CtACO1(GCATCCATGGTCGACTCAACGC，SEQ ID NO.11)