[发明专利]一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其应用

说明书

本发明公开了一种杧果萜烯合成酶基因TPS1，还公开了包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS1的重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS1。以及上述杧果萜烯合成酶基因TPS1、杧果萜烯合成酶、重组表达载体、重组工程菌或重组TPS1在调控牻牛儿基二磷酸和橙花二磷酸合成萜类化合物方面的应用。本发明针对杧果中功能基因研究基础薄弱的现状，首次从杧果中克隆得到催化牻牛儿基二磷酸和橙花二磷酸底物合成萜类化合物的杧果萜烯合成酶基因TPS1，该基因为杧果萜类化合物合成路径中的关键基因之一，为今后利用基因工程或细胞工程技术在杧果育种中的应用提供了重要的理论依据，具有广阔的应用前景和极大的经济价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其应用，尤其是涉及一种杧果中催化萜类化合物合成的杧果萜烯合成酶基因(Terpenesynthase 1，TPS1)及其编码蛋白和应用。

背景技术

杧果为漆树科杧果属常绿果树，是著名的热带水果，素有“热带国王”之美誉，是我国热区重要的水果产业之一，也是我国热带地区农民的重要经济来源之一。杧果果实外观美丽、香气浓郁、风味佳美，深受消费者喜爱，杧果的香味是芒果风味品质的重要指标，香味物质变化与杧果品质密切相关。随着人民生活水平的不断提高，对农产品品质的要求越来越高，风味品质要求也随之提高。随着资源的进化和品种驯化，杧果果实的某些香味逐渐减退或失去，而且许多杧果在后熟过程中，香味释放不完全，这些都对杧果风味品质产生较大影响，对杧果的商品价值也产生一定影响。香味物质的形成还与产地、栽培管理措施、采收成熟度、贮藏条件，以及品种不同等均有关系。已报道的芒果中挥发性成分约有500多种，其中萜类化合物有150多种，约占总挥发物的28％，是杧果中最丰富的一类挥发性化合物，其在忙果风味形成方面起重要作用。

萜类化合物是植物次生代谢物中最大的一类，其在植物与环境因子的互作中发挥重要作用，如吸引昆虫传粉、参与植物间接防御反应，也是植物香味的重要成分，还具有重要的药用和保健价值。萜类化合物的生物合成途径通常被分为3个阶段：C5前体异戊烯基二磷酸酯(isopentenyl diphosphate,IPP)及其双键异构体二甲基烯丙基二磷酸酯(dimethylallyl diphosphate,DMAPP)生成阶段；直接前体(法尼基二磷酸FarnesylDiphosphate,FPP、牻牛儿基二磷酸Geranyl diphosphate，GPP、橙花二磷酸NerylDiphosphate，NPP、牻牛儿基牻牛儿基二磷酸Geranylgeranyl Diphosphate，GGPP等)生成阶段；萜类生成及修饰阶段(氧化还原、酰化、糖基化等)。其中，前两个阶段已经比较清楚，且为所有的萜类化合物所共享。第三个阶段决定了萜类化合物结构多样性，是植物次生代谢研究的重点领域。杧果中萜类化合物是由萜烯合成酶(TPS)催化形成，但参与其生物合成途径中的相关功能基因均未得以揭示，该基因及其编码的蛋白序列尚不清楚，因此，获得萜烯合成酶基因并进行功能验证，对于了解杧果中萜类香味物质形成意义重大。

发明内容

本发明的目的在于一种杧果萜烯合成酶基因TPS1及其编码蛋白和制备方法。

本发明的目的还在于提供一种包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS1的重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS1。

本发明的最后一个目的在于提供上述杧果萜烯合成酶基因TPS1、编码蛋白、重组表达载体、重组工程菌或重组杧果萜烯合成酶TPS1在调控牻牛儿基二磷酸GPP或橙花二磷酸NPP合成萜类化合物方面的应用。

本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种杧果萜烯合成酶基因TPS1，它的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

一种杧果萜烯合成酶TPS1，它的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。