[发明专利]T-GGPS基因在提高植物番茄红素含量中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，涉及一种基因T-GGPS的应用，尤其涉及T-GGPS基因在提高植物番茄红素含量中的应用，同时还涉及T-GGPS基因在培育富含番茄红素植株方面的应用。

背景技术

番茄红素(Lycopene)是人体血浆中最重要的类胡萝卜素之一，是一种有效的抗氧化剂(Paolo Di Mascio et al,1989)，其与人类健康密切相关，但人体自身不能合成番茄红素，只能通过膳食补充，而水果、蔬菜是重要的来源。因此提高番茄红素含量也是番茄品质育种的重要目标。

目前植物体内类胡萝卜素代谢途径已经基本清楚，牦牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS geranylgeranyl diphosphate synthase)是3-磷酸甘油醛/丙酮酸途径与类胡萝卜素合成途径分支点上的一个非常重要的酶。GGPS酶的催化产物GGPP是主要的类异戊二烯化合物，是植物中生长发育必须的化合物如类胡萝卜素、赤霉素、叶绿素及苯醌等的前体物质，它的供给对于类胡萝卜素的合成相当重要(Kai Ament等，2006)。Yong-sheng Liu等(2003)最早将GGPS基因初步定位于潘那利番茄(Solanum pennelliiLA716)的第4染色体末端。Kai Ament等(2006)从番茄Moneymaker中克隆了GGPS基因(DQ267903)，并进行了原核表颜色互补功能验证。国艳梅等(2006)对源于多毛番茄的控制果实颜色等性状进行了QTL定位,将多毛番茄GGPS基因与控制番茄红素含量QTL位点(qlyc)定位在同一区间。钟秋月等(2009)分别从多毛番茄和普通番茄中克隆了GGPS,此基因不存在内含子而且基因编码区长度一致。所推导氨基酸序列存在13个差异位点,结构分析显示氨基酸变异导致了两个基因的二级结构与磷酸化位点的不同,这些差异素可能导致酶活性的差异，进而导致下游产物番茄红素的积累量的差异。

类胡萝卜代谢途径中许多基因已得到了克隆，在大肠杆菌中构建番茄红素代谢途径进行原核表达可以对这些基因进行功能验证(Misawa et al.，1995)。RoseM等(1988)最早建立携带欧文氏菌控制番茄红素合成基因的质粒pACCRT-EIB，将其转入大肠杆菌后生产出番茄红素。zhu等(1997)从拟南芥中克隆了基因GGPS5，通过在大肠杆菌中进行功能实验验证了其功能。Kai Ament等(2006)从番茄中克隆了GGPS基因，并进行了原核表达颜色互补功能验证。但不同来源的GGPS基因所转录的酶活性具有明显的差异，因此获得一种有助于提高番茄红素的基因将为进一步开发利用番茄野生资源、品种改良提供新的思路，开拓新的研究领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种T-GGPS基因在提高植物番茄红素含量中的应用。

本发明的目的还在于提供一种制备富含番茄红素转基因番茄的方法。

所述的基因为T-GGPS，其核苷酸序列如SEQ ID No.9所示，来自多毛番茄的近等基因系(编号TA517)，该近等基因系番茄红素含量为93.3mg·kg^-1。

本发明提供了T-GGPS基因在提高植物番茄红素含量中的应用。

所述植物为番茄、西瓜、南瓜、桃、木瓜、柑橘。

本发明提供了一种培育富含番茄红素的转基因植株的方法，是将T-GGPS基因插入表达载体，得到重组表达载体，将该重组表达载体转化到目的植物的细胞中，在抗生素的选择压力下筛选阳性植株，进行培养。

优选地，所述抗生素为卡那霉素。

上述培育方法还包括对筛选得到的阳性菌株进行PCR检测，所用引物为：

GUS-F    ATGTTACGTCCTGTAGAAACCCCAACCCGT；

GUS-R    TCATTGTTTGCCTCCCTGCTGCGGTTTTTC。

上述培育方法还包括对阳性植株进行转录水平的RT-PCR检测，所用引物为：

GUSRT-F    CAACCCGTGAAATCAAAAAACTCG；

GUSRT-R    CAGGTGTTCGGCGTGGTGTAG。

所述的重组表达载体为PBE121-T-GGPS。

所述的转化方法为农杆菌介导法。

所述目的植物为番茄。