[发明专利]一种荷花中促进花青素合成的bHLH类转录因子及其应用

说明书

本发明涉及分子生物学领域，公开了一种荷花中促进花青素合成的bHLH类转录因子及其在荷花花色育种中的应用。所述荷花中促进花青素生物合成的bHLH类转录因子NnTT8的CDS序列如SEQ ID No.1所示。本发明首次研究莲中调控花青素生物合成的bHLH类转录因子NnTT8，并通过拟南芥tt8突变体恢复实验对其进行了功能验证，有利于促进荷花花色的分子育种。

技术领域

本发明涉及分子生物学领域，具体涉及一种荷花中促进花青素合成的bHLH类转录因子及其应用。

背景技术

荷花(Nelumbo nucifera Gaertn.)是我国十大名花之一，具有重要的观赏和人文价值。深受广大人民群众所喜爱，各地方的荷花产业、荷花展方兴未艾。其中，荷花的花色对于其观赏价值具有重要的决定作用。因此，在荷花的育种工作中，花色是重要的目标性状之一。

荷花的育种工作主要是通过传统的杂交育种方式，通过对目标性状具有不同表型的亲本进行杂交后，在后代中针对目标性状的表型进行筛选，获得目标性状表现理想且多年繁殖表型稳定的植株。这样的方法往往费时费力。随着现代分子生物学技术在植物育种中的应用，针对目标性状，鉴定出控制该性状的关键主效基因，然后通过靶向基因编辑等分子育种技术，从而达到精确且快速改造作物性状的目的。

花青素是自然界中存在的天然的三大色素之一。它属于一种水溶性的类黄酮化合物，能使植物的花、果实呈现出各种鲜艳的颜色。花青素的生物合成途径及调控机理已经在研究花色的模式植物(矮牵牛和金鱼草)以及模式植物拟南芥中进行了非常深入的研究，在很多其他物种中也有相关报道。其中，MYB、bHLH和WD40是调控花青素生物合成的三类主要的转录因子，MYB和bHLH尤其重要，是植物中两大类基因家族，两者都有促进和抑制花青素合成的不同成员，从而决定植物的最终着色情况。目前，荷花MYB转录因子NnMYB5已经成功克隆并进行了功能鉴定，研究表明NnMYB5是导致红花莲与黄花莲花色差异的关键因素。美洲黄莲中NnMYB5序列中由于两个氨基酸残基替代形成了一个提前终止密码子，从而导致NnMYB5无法正常调控对花青素起转运作用的GST(谷胱甘肽转移酶)的表达，进而导致美洲黄莲中无法积累花青素。将NnMYB5基因在拟南芥中过表达会引起拟南芥的花梗和未成熟的种子中积累花青素，从而验证了NnMYB5转录因子具有调控花青素合成的功能。

bHLH转录因子是继MYB之后的第二大蛋白家族。在植物中，bHLH转录因子参与很多细胞进程的调控，比如花器官的发育，光形态发生，毛状体、根毛和气孔的发育，激素响应等。此外，很多物种中的bHLH转录因子还参与类黄酮(包括黄酮、花青素和原花青素)的生物合成的调控。通常bHLH与MYB结合共同调控着色过程，它也能单独结合到花青素合成的结构基因的启动子上，比如DFR、UFGT，上调这些基因的表达。拟南芥中与花青素合成相关的bHLH类转录因子AtTT8(TRANSPARENT TESTA8)，它的突变体与正常的拟南芥相比，植株缺乏花青素的积累，而且种皮没有颜色，呈现白色。

然而，调控花青素生物合成的bHLH类转录因子至今在荷花中未曾报道，仅仅MYB转录因子的研究对荷花花色的分子育种的改良是远远不足的。因此，研究荷花bHLH转录因子对花青素的合成调控可以补充荷花花色形成机理的研究，也有利于荷花花色的分子育种工作。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种荷花中促进花青素生物合成的bHLH类转录因子及其应用，来扩充和丰富调控荷花花朵花色的转录因子库。

为实现以上目的，本发明提供的荷花中促进花青素生物合成的bHLH类转录因子，采用如下技术方案：

荷花中促进花青素生物合成的bHLH类转录因子NnTT8的CDS序列如SEQ ID No.1所示，具体如下：