[发明专利]编码杜仲的甲羟戊酸途径的酶的基因

说明书

本申请是申请日为2008年6月20日，申请号为200810125360.9的、发 明名称和本发明相同的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及参与杜仲的类异戊二烯化合物的生物合成的基因群。

背景技术

作为类异戊二烯化合物之一的聚异戊二烯(橡胶)根据异戊二烯 单元的聚合方式的不同而分为顺式和反式。生产长链顺式聚异戊二烯 的植物已知有蒲公英、山莴苣等很多植物。巴西橡胶树(Hevea  brasiliensis)所生产的顺式聚异戊二烯作为天然橡胶在商业上广泛应 用。而关于长链反式聚异戊二烯，已知天然中有胶木等少数植物生产， 但商业上并未利用。目前，反式聚异戊二烯是化学合成，应用于高尔 夫球外皮、绷带、运动保护器具等中。反式聚异戊二烯是显示低熔点 和高弹性的热塑性弹性体，可用作绝缘体。

类异戊二烯化合物通过与碳原子数为5的化合物-异戊烯焦磷酸 (IPP)为单元的缩合反应生成。甲羟戊酸途径是类异戊二烯化合物 的生物合成中的初期合成途径之一。在动物、植物、菌类中可通过甲 羟戊酸途径生物合成IPP。

作为IPP生物合成途径，除了甲羟戊酸途径之外还存在非甲羟戊酸 途径。在植物中，在细胞质中是甲羟戊酸途径发挥作用，在色素体中 是非甲羟戊酸途径发挥作用。

通过甲羟戊酸途径发挥作用的酶的基因在各种植物中都是公知的。 例如Kutki(胡黄连)(Picrorhiza kurrooa)中(根较多含有环烯醚萜苷) 登录了乙酰-CoA C-乙酰转移酶(碱基序列在GenBank的登录号为 DQ347964，氨基酸序列的登录号为ABC74567)，巴西橡胶树(合成顺 式聚异戊二烯)中登录了HMG-CoA合成酶(碱基序列的登录号为 AF429389，氨基酸序列登录号为AAS46245)、HMT-CoA还原酶(碱基 序列登录号为X54659，氨基酸序列的登录号为P29057)、甲羟戊酸激酶 (碱基序列登录号为AF429384，氨基酸序列登录号为AAL18925)、磷 酸甲羟戊酸激酶(碱基序列登录号为AF429385，氨基酸序列登录号为 AAL18926)、以及甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶(碱基序列登录号AF429386， 氨基酸序列的登录号为AAL18927)。

中国原产的木本植物杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)生产纤维状 的长链反式聚异戊二烯。杜仲的叶、树皮和种皮中含有大量反式聚异戊 二烯(非专利文献1)。

杜仲的树皮作为滋养强壮和高血压的民间治疗药物，自古以来一直 被使用。杜仲中含有类异戊二烯化合物的一种-环烯醚萜的苷(京尼平 苷酸)(非专利文献2和3)，其具有降血压作用。

如上所述，杜仲含有如反式聚异戊二烯和环烯醚萜苷等有用的类异 戊二烯化合物。

为了制备橡胶高含量的植物，人们希望获得参与杜仲中IPP生物合 成途径的基因。以往，在从目标生物种中获得具有某种功能的同源基因 时，是利用使用公知基因的DNA片段的杂交筛选、或者是利用公知基因 的碱基序列的缩聚PCR与接下来的5’-RACE、3’-RACE和RP-PCR组合的 方法。但是，这些方法的准确性低，很麻烦。特别是目标基因的保守区 域不明确时，则难于采用这些方法。

对杜仲的基因序列进行了分析(非专利文献4和5)。非专利文献4 中报道了参与甲羟戊酸途径的酶之一-HMG-CoA还原酶的基因及其序 列。但是参与甲羟戊酸途径的除此之外的酶则未见报道。

非专利文献1：Bamba T，Fukusaki E，Nakazawa Y，and Kobatashi A， In-situ chemical analyses of tran-polyisoprene by histochemical staining and Fourier transform infrared microapectroscopy in a rubber-producing plant，Eucommia ulmoides Oliver.Planta 215：934-939(2002)