[发明专利]一种丹参转录因子SmNAC36基因及其应用

说明书

本发明提供了一种丹参转录因子SmNAC36基因，所述SmNAC36基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；还提供了一种丹参转录因子SmNAC36蛋白，所述SmNAC36蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明公开了SmNAC36转录因子克隆及功能验证的一整套完善体系，SmNAC36能够通过结合丹参酮合成途径关键酶基因，进一步促进丹参酮的合成。对阐明丹参酮生物合成的调控机制提供分子基础，同时具有重大的应用价值，可通过基因工程技术手段促进丹参酮产量的提高。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种丹参转录因子SmNAC36基 因及其应用。

背景技术

药用植物作为中药和世界传统药物的主要来源，面临着资源稀缺和活性成 分含量低等问题，因此，开发新的药物来源途径是迫切需要解决的问题。通过 代谢工程技术和合成生物学手段提高和合成次生代谢产物是药物生产和开发的 新途径。但是大多数药用植物存在遗传背景不清楚，基因组信息缺乏的难题， 限制了药用植物活性成分的开发与利用。丹参是我国常用大宗药材，其基因组 学、活性成分的生物合成研究在国际上处于领先地位，被提出作为中药研究的 模式物种。脂溶性丹参酮类成分是丹参主要的药效成分之一，用于治疗冠心病 等多种疾病。目前以丹参酮为主要组成的药品种类较多，如复方丹参滴丸、丹 参酮IIA磺酸钠注射液、丹参酮片、丹参舒心胶囊等，据报道，复方丹参滴丸在 国内已连续10几年问鼎中成药单品年销量冠军，2016年销售量1.36亿盒。以 丹参活性成分为组成的药品市场需求量逐年增加，通过代谢工程和生物合成调 控手段提高丹参活性成分含量成为研究热点。

转录因子是一类通过识别并结合在目标基因上游的启动子区域来调控靶基 因转录表达的蛋白，常常参与植物的生长发育、胁迫响应和活性成分合成等生 理过程。NAC转录因子家族是植物最大转录因子家族之一，在植物生长发育、 非生物胁迫、生物胁迫响应的功能研究很深入，但是在次生代谢物合成的调控 方面研究尚浅。目前只有三个NAC转录因子被报道参与次生代谢物的合成，其 中，奇异果中AaNAC2转录因子参与单萜类化合物的合成，拟南芥ANAC042 转录因子能够调控camalexin的生物合成。此外，AaNAC1能够提高青蒿中青蒿 素的含量。但还未发现有参与调控丹参酮和丹酚酸生物合成的NAC家族转录因 子。

发明内容

本发明首先在丹参基因组数据中获得一个NAC转录因子基因SmNAC36， 经过qRT-PCR分析之后发现SmNAC36在根皮中表达最高，与丹参酮的积累规 律一致(图2)。在此基础上克隆SmNAC36基因，利用过表达与沉默技术下研 究SmNAC36对丹参酮合成的调控作用，并通过酵母单杂交技术和转录激活实 验来揭示其调控机制。本发明证明SmNAC36能够正向调控丹参酮的生物合成， 增加丹参酮活性成分的含量，为通过基因工程手段提高丹参酮活性成分含量提 供基因资源。

本发明的第一个目的在于提供一个丹参NAC转录因子SmNAC36基因，该 基因具有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列，或在如SEQ ID NO.1所示的核 苷酸序列的基础上经替换、缺失或添加一个或多个碱基而得到的具有SmNAC36 功能的核苷酸序列。

本发明的第二个目的在于提供一个丹参NAC转录因子SmNAC36基因编码 的蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示，或在如SEQ ID NO.2所 示的氨基酸序列的基础上经替换、缺失或添加一个或多个碱基而得到的具有 SmNAC36功能的氨基酸序列。

本发明的第三个目的在于提供一种提高丹参毛根中丹参酮含量的方法，包 括以下步骤：

(1)根据丹参的全基因组序列筛选出SmNAC36转录因子基因，并检测其 在丹参的各个组织器官的表达量；所述SmNAC36转录因子基因序列如SEQ ID NO.1所示；

(2)采用基因克隆方法获得丹参SmNAC36转录因子基因，并将其插入植 物表达载体获得SmNAC36基因的过表达载体；