[发明专利]郁金香查尔酮合成酶TfCHS蛋白及其编码基因和探针

说明书

技术领域

本发明涉及郁金香花色苷合成途径中的关键酶及其编码基因和探针，具体涉及一种郁金香查尔酮合成酶TfCHS蛋白及其编码基因和探针。

背景技术

花的颜色是决定花商品价值和观赏价值的重要因素之一。改变花色，创新花色，可以增加花卉的商品价值和观赏价值。花朵的颜色是花瓣细胞中花色素积累的结果，花色素主要包括类黄酮、类胡萝卜素以及甜菜碱类。类黄酮作为花色素的一大类，使花朵产生从黄到紫的颜色。类黄酮的生物合成途径为可分为三个阶段，第一阶段是由苯丙氨酸到香豆酰CoA，这是许多次生代谢共有的；第二阶段由香豆酰CoA到二氢黄酮醇，这是类黄酮代谢的关键反应，它合成花青素和其它黄酮物质。所有类黄酮合成的前体物都是4-香豆酰CoA和丙二酰CoA在查尔酮合成酶（Chalcone synthase CHS）的作用下产生查尔酮开始的。第三阶段是各种花色素苷的合成。

由于CHS是合成黄烷酮、黄酮、黄酮醇及花色苷所必需的酶，因此被认为是类黄酮生物合成途径的一个关键酶，为多基因家族编码。不同CHS基因功能上存在明显差异，在不同品系中的时空表达特点也不同。利用基因工程技术对CHS基因的表达进行调控是改变花朵颜色的途径之一。如小分子RNA干扰沉默CHS基因的表达可使花色素合成被打断，从而使花色变淡，甚至变成白色；将CHS的cDNA反向连接于35S启动子上，再连接双元载体转化矮牵牛会使花色同紫红色变为粉红色并来有白色，有些花朵完全呈白色；将菊花CHS基因正义导入菊花栽培品种之后产生了白色花和图案各异的彩瓣花；从三色龙胆中克隆得到的CHS基因启动子可在矮牵牛的花瓣唇部特异性表达；将CHS反义基因转入蓝猪耳中得到了具有彩色波浪边缘的花朵等等。

目前，在很多植物中发现了CHS多基因家族，如矮牵牛、葡萄、甘薯、拟南芥、角堇等。但对于球根花卉郁金香（Tulipa fosteriana），CHS基因的克隆、表达模式及CHS蛋白编码序列目前尚不清楚。目前，未有任何与郁金香CHS蛋白及其编码基因相关的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于填补郁金香CHS基因家族成员的克隆、表达模式分析以及郁金香CHS蛋白及其编码基因的空白，提供了一种郁金香CHS蛋白TfCHS，本发明还提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列以及检测所述核酸序列的探针。本发明提供了郁金香TfCHS蛋白及其核苷酸序列在郁金香不同器官、不同发育阶段的表达模式，为今后利用基因工程技术对TfCHS基因的时空表达特性进行调控，从而改变花色、创新花色提供了理论依据，具有很大的应用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的，

一方面，本发明提供了一种具有郁金香查尔酮合成酶活性的蛋白质，所述蛋白质是由如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或由SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个氨基酸且具有郁金香查尔酮合成酶活性的由（a）衍生的蛋白质。该蛋白质在花朵的不同发育阶段、不同器官内的有无及活性大小存在较大差异。

优选的，所述蛋白质为SEQ ID NO.4所示氨基酸序列经过1～50个氨基酸的缺失、插入和/或取代，或者在C末端和/或N末端添加1～20个以内氨基酸而得到的序列。

进一步优选的，所述蛋白质为SEQ ID NO.4所示氨基酸序列中1～10个氨基酸被性质相似或相近的氨基酸所替换而形成的序列。

另一方面，本发明还提供一种编码上述蛋白质的核酸序列。

优选的，所述核酸序列具体为：

（a）碱基序列如SEQ ID NO.3第1～1179位所示；

或（b）与SEQ ID NO.3第1～1179位所示的核酸有至少70%的同源性的序列；

或（c）能与SEQ ID NO.3第1～1179位所示的核酸进行杂交的序列。

优选的，所述核酸序列具体为SEQ ID NO.3第1～1179位所示的核酸序列中1～90个核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5′和/或3′端添加60个以内核苷酸形成的序列。

此外，本发明还提供了一种检测上述核酸序列的探针，所述探针为具有上述核酸序列8～100个连续核苷酸的核酸分子，该探针可用于检测样品中是否存在编码郁金香TfCHS相关的核酸分子。