[发明专利]一种地黄WRKY转录因子RgWRKY37基因及其应用

说明书

本发明公开了一种地黄WRKY转录因子RgWRKY37基因及其应用，具体包括基因RgWRKY37的克隆、含有该基因的植物表达载体构建，该基因对毛蕊花糖苷生物合成途径催化酶基因的调控作用，上述地黄RgWRKY37基因核苷酸序列如SEQ ID NO. 1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，利用转基因技术将地黄RgWRKY37过量表达载体转化地黄显著提高毛状根中毛蕊花糖苷的含量，本发明获得毛蕊花糖苷含量显著提高的转RgWRKY37基因的地黄毛状根，本发明中RgWRKY37基因可应用于地黄品质改良，提高地黄中毛蕊花糖苷的含量，对于毛蕊花糖苷的规模化生产提供高产、新型的优质原料，对于毛蕊花糖苷药源紧缺性问题的缓解有积极的促进意义和应用价值。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，尤其涉及一种地黄WRKY转录因子RgWRKY37基因及其应用。

背景技术

地黄（Rehmannia glutinosa L.）为玄参科多年生草本植物，以块根入药，是我国常用大宗药材。地黄的地道产区为河南焦作的温县、武陟、修武等沿沁河一带地区，是著名“四大怀药”之一。地黄的用药历史非常悠久，临床疗效明确，在《神农本草经》中被列为上品。

地黄中含有丰富的苯乙醇苷类成分，其中毛蕊花糖苷含量最高。已有的研究表明，毛蕊花糖苷具有抗氧化、抗炎、保肝、免疫调节、增强记忆力、抑制肿瘤等药理活性，尤其是在神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的治疗和预防上具有良好的应用前景。作为地黄质量控制的指标性成分，毛蕊花糖苷被列入2010 年版和2015年版《中国药典》。然而，不同的地黄品种毛蕊花糖苷含量差异很大，相同品种在不同地区种植含量也有差异，变异范围很大，造成地黄质量差异很大。而且，地黄块根中的毛蕊花糖苷含量比较低，《中国药典》规定地黄药材的毛蕊花糖苷含量不低于0.02%，导致毛蕊花糖苷的提取成本较高。

研究发现，地黄毛状根中的毛蕊花糖苷含量较高，约为块根中含量的10倍，而且培育40-50d即可收获，可以实现规模化生产，为工厂化培养毛状根生产地黄毛蕊花糖苷奠定了基础。而且外源添加水杨酸，可以把毛状根中的毛蕊花糖苷含量提高到原来的2.28倍，进一步提升了毛状根培养生产毛蕊花糖苷的价值。

WRKY转录因子是植物中家族成员非常多的转录因子之一。WRKY转录因子不但参与植物的生长发育，而且参与植物响应生物与非生物胁迫，也是调控植物次生代谢产物生物合成的关键因子。在其它植物中已经发现WRKY调控生物碱类、菲醌类、萜类等化合物的积累。迄今，还没有研究发现WRKY转录因子参与毛蕊花糖苷生物合成的实验证据。也未见WRKY调控地黄次生代谢产物生物合成的报道。

在地黄毛状根中过量表达WRKY转录因子，促进毛蕊花糖苷的生物合成，将显著提高利用地黄毛状根生产毛蕊花糖苷的效率，为商业化生产毛蕊花糖苷提供新型的药源。因此，克隆能够调控毛蕊花糖苷生物合成的WRKY转录因子，对于提高地黄毛状根中毛蕊花糖苷的含量具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种地黄WRKY转录因子RgWRKY37基因及其应用，该基因编码地黄WRKY转录因子RgWRKY37，利用基因工程手段将该转录因子过量表达载体转化地黄，可以有效提高地黄毛状根中的毛蕊花糖苷的含量。该发明对于毛蕊花糖苷的规模化生产提供高产、稳定新药源具有重要的意义。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明公开了一种地黄WRKY转录因子RgWRKY37基因，所述RgWRKY37基因的核苷酸序列如 SEQ ID NO.1所示。

本发明还公开了一种地黄RgWRKY37蛋白，所述RgWRKY37蛋白的氨基酸序列如SEQID NO.2所示。

本发明还公开了一种重组表达载体，所述重组表达载体包含如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

本发明还公开了一种重组表达转化体，所述重组表达转化体包含如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。