[发明专利]芍药PlTDC基因在改变植物花色中的应用

说明书

本发明公开了芍药PlTDC基因在改变植物花色中的应用，所述芍药PlTDC基因的登录号是KY765554。本发明通过将构建的PlTDC基因过量表达载体转化到烟草中进行表达，降低了植物，尤其是烟草花瓣中花色苷含量，抑制了花色苷合成相关基因表达，创制了淡粉色烟草新种质。

技术领域

本发明属于基因新用途技术领域，具体涉及芍药PlTDC基因在改变植物花色中的应用。

背景技术

色氨酸脱羧酶(Tryptophan decarboxylase，TDC；EC4.1.1.28)位于色氨酸代谢途径中，催化色氨酸(tryptophan)进行脱羧反应生成色胺(tiyptamine)。TDC生物化学特征研究最早开始于长春花，是一种可溶性的胞液蛋白，并且单体作为一种分子量为54,000的同二聚体存在。而对长春花TDC基因的研究中，发现TDC酶对色氨酸显示出很高的底物特异性，Km值为0.075mmol/L，而在短小蛇根草、水稻和萝芙木中TDC酶的Km值分别为0.72mmol/L、0.69mmol/L和2.89mmol/L。

TDC基因首次于1993年在长春花(J04521)中得到克隆，随后它在水稻(AK069031)、萝芙木(HM067439)、喜树(KU842377)等植物中也被相继分离。目前，TDC基因在植物中的应用较多，如Mehrotra等将长春花TDC基因在蛇根木中进行超表达，发现转基因植株的毛状根中具有较多的萜类吲哚生物碱(Mehrotra S,Srivastava V,Rahman LU,etal.Overexpression of a Catharanthus tryptophan decarboxylase(tdc)gene leadsto enhanced terpenoid indole alkaloid(TIA)production in transgenic hairy rootlines of Rauwolfia serpentine.Plant Cell,Tissue and Organ Culture,2013,115:377-384)；Gill等将喜树TDC基因在杨树和烟草中进行超表达，发现两者植株均保持正常生长，而色胺积累水平提高，并影响了多毛虫和天蛾的进食量与数目(Gill RIS,Ellis BE,Isman MB.Tryptamine-induced resistance in tryptophan decarboxylase transgenicpopla r and tobacco plants against their specific herbivores.Journal ofChemical Ecology,2003,29:779-793)；Huang等发现变异山羊草TDC基因通过改变下游次生代谢产物含量来调节植株对谷物囊肿线虫的抗性(Huang Q,Li L,Zheng M,et al.Thetryptophan de carboxylase 1 gene from Aegilops variabilis No.1 regulate theresistance against cereal cyst nematode by altering the downstream secondarymetabolite contents rather than a uxin synthesis.Frontiers in Plant Science,2018,9:1297)；发明专利CN104232664A公布了一种易变山羊草色氨酸脱羧酶核酸序列，它能够提高烟草抗根结线虫能力。这些应用表明TDC基因可以被用于提高次生代谢产物含量、增强植株抗逆性。