[发明专利]来自荞麦的C-糖苷化酶基因及其应用

说明书

本发明提供一种具有蓝色系花色的转化植物或其自繁或者杂交后代，或者它们的营养繁殖体、植物体的一部分、组织或细胞。本发明通过将来自荞麦的C‑糖苷化酶(CGT)基因或其同源基因导入宿主植物，使花翠素型花色素苷与黄酮单‑C‑糖苷在植物的细胞内共存。

技术领域

本发明涉及来自荞麦的C-糖苷化酶(CGT)基因或其同源基因，及包含使用这些而使花翠素型花色素苷(Anthocyanin)与黄酮单-C-糖苷在植物的细胞内共存的工序的用于制作具有蓝色系花色的转化植物的方法。

背景技术

蔷薇、菊花、康乃馨等为世界性产业上重要的花卉。尤其蔷薇为最受欢迎的花卉植物，有从公元前开始就已经进行栽培的记录，跨越数百年经历了人为的品种改良。然而，由于在可杂交的近缘种中没有蓝色系的花色的野生种等问题，在以往的杂交育种、突变育种中制作具有蓝色系花色的蔷薇品种存在困难。全新的蓝色系花色的创造，伴随花卉的利用场合的扩大而唤起的新需要，且关系到生产或消费的扩大。于是，尝试了通过基因工程的方法创造具有蓝色系花色的蔷薇。

例如，已知在由紫色至蓝色的花中，富含以花翠素、矮牵牛素及二甲花翠素为骨架的花翠素型花色素苷，然而由于蔷薇等花卉无法生产这样的花翠素型花色素苷，因此正在进行通过使他们的合成所必需的类黄酮3’,5’-羟化酶基因表达，而人为地生产花翠素的研究(非专利文献1)。然而，即使为了在转基因植物中使生产目标物质的酶基因进行表达而人为地改变植物的代谢，但多数情况下目标物质的累积完全或者几乎不发生。

进一步，花色除了根据花色素苷自身的结构，还根据共存的类黄酮(称作辅色素)或金属离子、液泡的pH等而变化。黄酮或黄酮醇为代表性的辅色素，通过与花色素苷堆积成三明治状，具有使花色素苷变蓝，看起来浓的效果(非专利文献2)。已知这是辅色素效果。尤其已知黄酮表现出强辅色素效果，例如报告称在转基因康乃馨的分析中黄酮表现出显著的辅色素效果(非专利文献3)。此外，报告称在荷兰鸢尾中，相对于总花翠素量的总黄酮量的比越高越表现出辅色素效果，颜色越蓝(非专利文献4)。

然而，并不是所有的植物都能够生产黄酮，蔷薇或矮牵牛等并不累积黄酮。从而，正在进行使编码具有由黄烷酮合成黄酮的活性的蛋白质的基因在这样的植物中表达进而改变花色的尝试(专利文献1)。

此外，已知在植物中，黄酮除游离状态以外还以糖苷的形式分布，主要生成黄酮O-糖苷和黄酮C-糖苷，特别是黄酮C-糖苷表现出强辅色素效果。例如，报告称作为黄酮C-糖苷的一种的异牡荆素，在花菖蒲(Iris ensata Thunb.)中对于花色素苷表现出辅色素效果，通过对花色素苷进行稳定化，可使花色蓝色化(非专利文献5)。作为黄酮C-糖苷的生物合成路径之一，已知通过黄烷酮2-羟化酶(F2H)及C-糖苷化酶(CGT)、脱水酶(FDH)催化的反应由黄烷酮合成(非专利文献6)。

至今为止报告了将来自风铃草的F3’5’H基因和来自蓝猪耳的MT基因、来自甘草的F2H基因、来自稻子的CGT基因、来自百脉根的FDH基因导入，通过使花翠素型花色素苷与黄酮C-糖苷在植物细胞内共存，从而制作具有蓝色系花色的蔷薇(专利文献2)。然而，这样制作的蔷薇系统的花色有强烈的发红的倾向，从而依然期望开发用于可制作均匀且稳定地具有更蓝的花色的蔷薇的蓝色表达控制技术。

专利文献

专利文献1：日本特开2000-279182号公报

专利文献2：国际公开第2019/069946号

专利文献3：国际公开第2008/156206号

非专利文献

非专利文献1：Phytochemistry Reviews 5,283-291

非专利文献2：Prog.Chem.Org.Natl.Prod.52

非专利文献3：Phytochemistry,63,15-23(2003)