[发明专利]水稻基因OsIAGT1及其编码的糖基转移酶在催化合成生长素糖酯中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖基转移酶基因的序列及其应用，尤其涉及一种水稻糖基转移酶基因OsIAGT1的序列及其编码的糖基转移酶在催化合成生长素糖酯中的应用；属于生物技术领域。

背景技术

生长素是第一个被发现的植物激素，它调控植物的生长发育的各个方面。不论是人工合成的生长素类似物如2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、萘乙酸（NAA）等还是天然存在的生长素如吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)都被广泛应用于科研和农业生产中，它们的共同特点是都含有一个羧基基团（-COOH）。在植物体内，该羧基可与葡萄糖以共价键结合，从而形成生长素的糖酯。生长素的糖酯被认为是生长素的失活形式和贮藏形式（Bartel,1997)。目前，生长素的糖酯常作为标准品被用在生长素糖基化修饰等科学研究中。在化学和生物技术产业，获得生长素糖酯的途径主要是从植物中提取或化学合成。由于植物体内生长素糖酯的含量很低，提取量非常有限，纯度难以保证，并且提取过程复杂。如果用化学方法合成，也有过程复杂、成本高、环境污染等缺点。相比之下，生物酶法合成生长素糖酯化合物则具有效率高、成本低、环境清洁等优点。

植物体内有一类酶，被称为糖基转移酶，它们专门负责植物体众多化合物的糖基化修饰，它将活化的糖连接到不同的受体分子上，如蛋白、核酸、寡糖、脂和小分子等，形成糖苷键。糖基化是一种普遍的生理现象，是植物细胞维持代谢平衡的主要机制之一，在维持植物正常生长发育、应对环境压力等方面具有重要的作用(Lim et al,2004;王军等，2009)。到目前为止，生物界存在的糖基转移酶按照催化的底物性质和序列相关性可以分为94个家族。其中家族1（GT1）的酶所催化的底物是一些亲脂性的小分子化合物，在其-OH、-COOH、-NH₂、-SH或C-C基团上能催化结合上一个或多个糖基(Bowles et al.2005)。

水稻是一种单子叶植物，也是重要的粮食作物。随着水稻全基因组测序完成，水稻基因克隆和基因功能的研究得到了快速发展。本申请是在研究水稻基因功能的基础上提出了一种水稻糖基转移酶基因OsIAGT1的序列及其应用，即OsIAGT1基因序列及其编码的糖基转移酶OsIAGT1的应用。该基因来自于水稻，在大肠杆菌中可以指导合成糖基转移酶OsIAGT1。我们发现这种酶在试管中能够催化多种生长素类化合物形成糖酯。经过检索，目前尚未发现来自水稻的基因序列及编码的糖基转移酶在催化合成生长素糖酯中的应用的报道。

发明内容

（1）本发明的目的

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种水稻糖基转移酶基因OsIAGT1的序列及其编码的糖基转移酶OsIAGT1在催化合成生长素糖酯中的应用。

（2）实现本发明的具体技术方案

本发明所述水稻糖基转移酶基因OsIAGT1，其特征在于：所述水稻糖基转移酶基因OsIAGT1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

上述水稻糖基转移酶基因OsIAGT1编码的糖基转移酶OsIAGT1在催化合成生长素糖酯中的应用，其中所述糖基转移酶OsIAGT1的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

上述糖基转移酶是通过糖基转移酶基因OsIAGT1在大肠杆菌中表达和纯化后获得的。糖基转移酶基因OsIAGT1是通过RT-PCR方法从水稻中克隆的。

上述生长素是指吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸（IBA）、吲哚丙酸（IPA）、萘乙酸（NAA）或2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）。

本发明提供新的糖基转移酶基因序列所编码的糖基转移酶OsIAGT1能够催化多种生长素物质形成糖酯。

将糖基转移酶OsIAGT1与生长素之一放于反应管中，按实施例2中所指出的条件进行酶促反应，即可催化合成相应的生长素糖酯。与以前已经报道的糖基转移酶不同的是，本发明所述糖基转移酶基因OsIAGT1是水稻中第一个被证明可用于生长素糖酯合成的糖基转移酶基因。

（3）本发明实施后可能带来的有益效果