[发明专利](+)-新薄荷醇合酶、合酶基因及其在茶树抗病中的应用

说明书

本申请公开了(+)‑新薄荷醇合酶、合酶基因及其在植物抗病中的应用。该(+)‑新薄荷醇合酶是氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示且具有(+)‑新薄荷醇合成酶活性的蛋白。本申请公开了一种编码(+)‑新薄荷醇合酶以及具备(+)‑新薄荷醇合酶的蛋白的基因CsSDR1，其序列如SEQ ID NO.2所示。本申请建立了生物合成(+)‑新薄荷醇的方法，可应用于(+)‑新薄荷醇的生物合成。本申请中，(+)‑新薄荷醇合酶、合酶基因可应用于提高植物尤其是茶树的抗病性。

技术领域

本申请属于植物分子生物学领域，尤其涉及(+)-新薄荷醇合酶、合酶基因及其在茶树抗病中的应用。

背景技术

植物生活在一个暴露于各种形式的生物胁迫(病原体和食草动物)的环境中。植物通过合成各种次生代谢产物，介导防御信号或生成直接防御武器来阻止病原体的入侵和昆虫的取食，大多数次生代谢物都有直接的抗菌活性。解析参与植物防御相关的代谢物为培育抗病植物提供了广泛而稳定的资源。

在这些次生代谢物中，萜类化合物是最大和最多样化的一类，对各种草食动物和病原体具有活性的天然产物。萜类化合物是由各种TPSs以GPP、FPP及GGPP等重要前体为底物生成以异戊二烯为基本结构单元的萜烯类物质及由各种修饰酶(如短链脱氢酶/还原酶)对基本萜烯类物质进行修饰形成的各种衍生物一起组合而成。许多研究报道了萜类化合物含量与抗病性之间的存在正相关关系。单萜生物合成的主要代谢途径的最终产物之一(+)-新薄荷醇，可以作为食品添加剂和香气单体用于食品和香水为其提供独特的风味和清凉感。

茶是最受欢迎的不含酒精的饮料。茶树种植是产茶国的重要经济来源。由病原真菌引起的茶树病害已严重影响茶叶产量和品质。然而，现阶段茶树病害的防控仍以化学药剂的后期治疗为主。长期和过度使用化学杀菌剂可能导致加工后的茶叶中出现农药残留，对环境和人体产生不良影响。也可能使得病原体对化学杀菌剂产生耐药。

因此，剖析萜类化合物在茶树抗病性中的功能及分子机制，不仅为茶树抗病品种的选育提供理论依据，同时对绿色、高效、安全的治理茶树病害具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于公开了(+)-新薄荷醇合酶、合酶基因及其在茶树抗病中的应用，以解决或缓解部分上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种酶，催化(-)-薄荷酮合成(+)-新薄荷醇，其中所述酶为A～C中的至少一项：

A.其氨基酸序列如SED ID NO.1所示的蛋白质；

B.具有与A中所述蛋白质至少90％同源性氨基酸序列且具有和A中所述蛋白质相同酶活性的蛋白质；

C.由A或B的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有和A或B所述蛋白质相同酶活性的衍生的蛋白质。

第二方面，本申请实施例公开了一种基因，所述基因用于编码第一方面所述酶，其中所述基因至少为(1)～(3)中至少一项：

(1)核苷酸序列如SED ID NO.2所示的DNA分子；

(2)与(1)所述DNA分子杂交且编码具有第一方面酶活性的蛋白的DNA分子；

(3)与(1)或(2)所述DNA分子具有至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少99％同源性且编码具有第一方面酶活性的蛋白的DNA分子。

第三方面，本申请实施例公开了含有第二方面所述基因的表达载体或表达盒。

第四方面，本申请实施例公开了含有第三方面所述表达载体或表达盒的重组菌或工程化细胞。

第五方面，本申请实施例公开了第一方面所述酶、第二面所述基因、第三方面所述表达载体或表达盒、第四方面所述重组菌或工程化细胞在合成(+)-新薄荷醇中的应用。