[发明专利]花生糖基转移酶AhUGT4在糖基化白藜芦醇中的应用

说明书

本发明涉及花生糖基转移酶AhUGT4在将白藜芦醇转化为白藜芦醇糖苷中的应用、在提高植物体内白藜芦醇当量中的应用；还涉及一种获得白藜芦醇糖苷的方法以及一种提高植物体内白藜芦醇当量的方法。AhUGT4可高效糖基化白藜芦醇生成相应的白藜芦醇糖苷类物质，尤其是该酶具有催化合成白藜芦醇双糖基化合物(白藜芦醇‑3,5‑O‑双葡糖糖苷)的活性，这在其他植物中尚未见到相关报道。构建的AhUGT4基因超表达框可提高植物体内的白藜芦醇当量。此外，AhUGT4还为在植物或微生物中异源合成白藜芦醇糖苷类化合物提供有用的基因资源，对推动白藜芦醇生物合成的产业化和促进人类健康具有重大意义。

技术领域

本发明涉及分子生物学和植物育种领域，更特别地，涉及花生糖基转移酶AhUGT4在将白藜芦醇转化为白藜芦醇苷中的应用、在提高植物体内白藜芦醇或白藜芦醇当量中的应用以及作为筛选高白藜芦醇当量的花生品种的分子标记中的应用。

背景技术

白藜芦醇(Resveratrol)是一种多酚类物质，主要存在于葡萄、莓果、花生等果实中，其结构式见式I。

研究表明，白藜芦醇具有较好的抗氧化，抗衰老和防治心血管疾病等生物活性，因而有着较好的商业预期。天然的白藜芦醇主要从植物果实中提取，由于其含量较低，阻碍了其产业化。因此，我们需要找到一种提高细胞内白藜芦醇含量的方法。

糖基转移酶能够将糖基配体转移到一些小分子物质上，如植物激素、多肽、蛋白质和次生代谢产物等。当这些小分子受体发生糖基化修饰后，可以改变它们的水溶性，稳定性和生物活性。研究表明，白藜芦醇-3-O-葡萄糖苷(虎杖苷)的稳定性和生物活性高于白藜芦醇。如果能通过糖基转移酶将白藜芦醇转化成白藜芦醇糖苷，或许可以提高白藜芦醇及其糖苷在植物中的积累。目前尚未在花生中鉴定到具有将白藜芦醇转化成白藜芦醇糖苷活性的糖基转移酶。

发明内容

本发明首次鉴定了一个的花生糖基转移酶基因AhUGT4。AhUGT4蛋白可高效糖基化白藜芦醇生成相应的白藜芦醇糖苷类物质，尤其是该酶具有催化生成白藜芦醇双糖基化合物(白藜芦醇-3，5-O-双葡萄糖苷)的活性，这在其他植物中尚未见到相关报道。

基于以上发现，本发明提供了花生糖基转移酶AhUGT4在将白藜芦醇转化为白藜芦醇苷中的应用。

在一个具体实施方案中，所述白藜芦醇苷为单糖基白藜芦醇苷和/或双糖基白藜芦醇苷。

本发明提供了一种获得白藜芦醇苷的方法，包括将花生糖基转移酶AhUGT4与白藜芦醇和糖一起孵育的步骤。

在一个具体实施方案中，所述糖为葡萄糖。

在一个具体实施方案中，孵育温度为25-35℃

本发明还提供了花生糖基转移酶AhUGT4在提高植物体内白藜芦醇或白藜芦醇当量中的应用，所述白藜芦醇当量为白藜芦醇与白藜芦醇苷的总量。

本发明还提供了一种提高植物体内白藜芦醇或白藜芦醇当量的方法，包括将花生糖基转移酶AhUGT4表达框转入所述植物基因组中的步骤。

本发明还提供了花生糖基转移酶AhUGT4基因作为筛选高白藜芦醇当量的花生品种的分子标记的应用，所述白藜芦醇当量为白藜芦醇与白藜芦醇苷的总量

本发明首次鉴定出一种可糖基化白藜芦醇的花生糖基转移酶基因AhUGT4。AhUGT4可高效糖基化白藜芦醇苷，其构建的基因超表达框可提高植物体内的白藜芦醇当量，为在植物或微生物中异源合成白藜芦醇糖苷类化合物提供有用的基因资源，对推动白藜芦醇生物合成的产业化和促进人类健康具有重大意义。

此外，AhUGT4还可作为分子标记，用于培育和筛选具有高白藜芦醇当量的植物，为含有高白藜芦醇或白藜芦醇苷的花生或其他植物的种质资源的选择和获取提供了一种新的途径，也为相关品质改良育种奠定了理论和实践基础，对我国花生产业和人类健康具有重大意义。