[发明专利]一种与胡萝卜类胡萝卜素合成相关的PSY2基因序列及其应用

说明书

PSY2基因是参与类胡萝卜素合成的关键基因。本专利从胡萝卜中克隆了一个新的PSY基因DcPSY2。该基因开放阅读框长为1317bp，编码438个氨基酸。DcPSY2编码的蛋白属于亲水性蛋白。与豆科的红木PSY进化关系最近，具有高度保守性。荧光定量表达分析表明DcPSY2基因在高温和高盐胁迫下，相对表达水平在处理后2h达到峰值，且均与对照呈显著差异(P＜0.05)。在低温和干旱胁迫下，处理后1h胡萝卜DcPSY2基因的表达量上调最为明显。本发明利用聚合酶扩增技术从胡萝卜中克隆获得胡萝卜DcPSY2基因，该胡萝卜DcPSY2基因对胡萝卜植株逆境胁迫有响应。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及植物的一个PSY2基因及其应用。本发明从胡萝卜品种‘君川红’中获得一个与类胡萝卜素合成相关的基因DcPSY2，该基因能够应用于胡萝卜的类胡萝卜素合成途径研究和应用。

背景技术

胡萝卜(Daucus carota L.)是两年生根菜类蔬菜作物，属于伞形科(Apiaceae)胡萝卜属，是野生胡萝卜的变种。胡萝卜具有丰富的营养价值和药用价值，在我国种植非常普遍。胡萝卜以肉质直根为主要食用器官，根据其肉质根的长度、形状、颜色等不同，可以将胡萝卜划分为不同类型。胡萝卜含有丰富的营养物质，如类胡萝卜素、维生素、淀粉、糖分和脂质等，主要来源于次生韧皮部。

植物生产中，高温、干旱等非生物胁迫严重影响作物产量和品质。非生物胁迫也会导致胡萝卜营养供给不平衡，生理代谢紊乱，进而影响其生长发育以及有机物的积累。类胡萝卜素在逆境调控中发挥重要的作用，研究证实类胡萝卜素可参与水稻抗氧化胁迫，提高水稻抗逆能力。

DcPSY2基因在胡萝卜中编码八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase)，该酶位于类胡萝卜素合成通路的上端，主要通过控制碳源流向，催化牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)前体合成八氢番茄红素，是番茄红素合成途径中的关键酶。已有研究表明，PSY的过表达可以提高类胡萝卜素的含量。

发明内容

本发明提供了一种胡萝卜DcPSY2基因制备方法和用途。所获得的DcPSY2基因有利于深入了解胡萝卜类胡萝卜素合成途径和DcPSY2响应机制。

附图说明

图1.胡萝卜DcPSY2蛋白同其他物种PSY蛋白氨基酸序列的比对

图2.胡萝卜与其他物种PSY蛋白的系统进化树

图3.胡萝卜DcPSY2蛋白氨基酸序列的疏水性和亲水性分析

图4.胡萝卜DcPSY2蛋白的二级结构

图5.胡萝卜DcPSY2基因在’君川红’中所处高温(38℃)、低温(4℃)、干旱(200g·L^-1 PEG)和高盐(200mmol·L^-1 NaCl)下处理后的表达量分析。

具体实施方式

1.胡萝卜总RNA的提取及cDNA的合成：按照试剂盒(北京Tiangen生化科技有限公司)所述操作步骤对胡萝卜叶片进行总RNA提取。通过微量紫外检测仪Nano-Drop测定RNA浓度。随后，参照HiScript II Q RT SuperMix for qPCR(+gDNA wiper)(南京诺唯赞生物公司)试剂盒完成RNA的反转录操作。