[发明专利]百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和产品及用途

说明书

本发明提供了一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和产品及用途。本发明首次从百山祖冷杉中克隆得到百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，并确定其核苷酸序列(SEQ ID NO.1)以及氨基酸序列(SEQ ID NO.2)，填补了现有技术中对百山祖冷杉蔗糖合成酶及其生物合成基因未知的空白，为百山祖冷杉的相关研究提供了理论和基础支持。此外，发明人通过将百山祖冷杉蔗糖合成酶基因重组得到重组载体和工程菌，并且成功纯化得到百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，在体外酶活实验中该酶可将蔗糖和尿苷二磷酸催化合成尿苷二磷酸葡萄糖及其逆向反应，是一种双向反应酶，在生物合成及其代谢途径中具有重要意义。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学领域，具体而言，涉及一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和产品及用途。

背景技术

百山祖冷杉(Abies beshanzuensis M.H.Wu)起源古老，是第四纪冰川时期的孑遗植物，素有“植物活化石”之称，耐阴、喜冷湿，分布于百山祖主峰海拔1740-1750m处，是低纬度地区的冷杉属等高寒植物在第四纪冰川末期从低海拔向高海拔山体退缩的佐证。百山祖冷杉是国家一级重点保护野生植物，目前，野生成年百山祖冷杉全世界仅存3株，处于极度濒危状态。百山祖冷杉对于其所在植物区系的发生和演变具有很高的科研和保护价值。

百山祖冷杉属于菌根共生型植物，脱离共生关系难以利用根系吸收利用营养物质，糖是菌根共生型植物营养吸收限制的重要因素之一。糖类是植物重要的结构组成、能源物质和调节根系功能的信号分子，在植物体内运输过程对根系形态建成至关重要。蔗糖是碳水化合物从光合作用来源组织转运到库组织的主要形式，不仅作为植物代谢的能量来源和结构物质，同时还作为信号分子调节相关基因，参与植物体内众多生理生化代谢过程。然而，目前关于百山祖冷杉中蔗糖类合成酶的生物合成基因尚未被分离和鉴定。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，以填补现有技术对百山祖冷杉中蔗糖类合成酶及其生物合成基因未知的空白。

本发明第二目的在于提供百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的扩增引物对，可以快速、准确得到百山祖冷杉蔗糖合成酶基因。

本发明的第三目的在于提供百山祖冷杉蔗糖合成酶及其在生产蔗糖和/或尿苷二磷酸葡萄糖中的应用，填补现有技术中缺少百山祖冷杉蔗糖合成酶的空白，同时提供该合成酶的工业应用。

本发明的第四目的在于提供一种蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖的生产方法，填补现有技术中缺少可以利用生物技术工业化生产蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖方法的空白。

本发明的第五目的在于提供含有百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的重组载体和工程菌及其应用，为百山祖冷杉蔗糖合成酶的获取和利用提供更简便的生物模块。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基因，百山祖冷杉蔗糖合成酶基因核苷酸序列如SEQID NO.1所示。

百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的扩增引物对，所述扩增引物对如下：

正向引物为：5’-ATGGTTGCTGCAACGCTGACC-3’(SEQ ID NO.3)；

反向引物为：5’-CTAGTCTGTACTCTTCTCTTCAAT-3’(SEQ ID NO.4)。

一种百山祖冷杉蔗糖合成酶，百山祖冷杉蔗糖合成酶氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

百山祖冷杉蔗糖合成酶在生产蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖中的应用。

一种蔗糖和/或尿苷二磷酸葡萄糖的生产方法，利用上述百山祖冷杉蔗糖合成酶双向催化蔗糖和尿苷二磷酸，得到蔗糖、尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖。