[发明专利]莱茵衣藻的油脂代谢途径相关基因和蛋白以及基因突变藻株及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程及微生物技术领域，特别是涉及两个莱茵衣藻的油脂代谢途径相关基因（AT、TAGLP）及这两个基因的突变体藻株，及其在改变莱茵衣藻油脂含量中的应用。

背景技术

微藻能源作为生物能源的战略储备，目前已引起国内外的高度关注。微藻具有不与农作物竞争用地、无污染、易培养、繁殖迅速、油脂含量高等优点，因此被认为是当今生物能源可持续发展的重要原料。目前，对于高产油脂微藻的研究主要集中在从种质库中筛选、人工诱变和利用基因工程和代谢工程手段制造工程藻株，与前两种相比，第三种方法最简单直接，被认为是最有发展前景的技术之一。

莱茵衣藻是一种单细胞真核绿藻，是很多基本化合物代谢机理研究的模式藻株，目前它的全基因组测序已经完成，这使得它在遗传学和基因组学方面成为研究微藻油脂代谢途径的模式藻株。目前，微藻油脂合成和代谢分子机理研究还很薄弱，对微藻油脂合成和积累网络途径相关基因的功能了解甚微，在植物细胞中已知的脂肪酸合成相关功能基因有乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-coenzyme A carboxylase，ACCase)基因、三磷酸甘油脱氢酶基因(g3pdh)、甘油二酯脂肪酰转移酶（dagat）基因等，然而在微藻中曾试图将修饰的ACCase基因引入微藻，以获得高效表达ACCase基因的高油藻株，但未取得成功，目前国际上关于用基因工程方法提高藻类油脂含量的研究也进展缓慢。虽然植物中的一些油脂合成途径相关基因在微藻中有同源基因，但其油脂合成途径跟植物中是否相同，在微藻中的合成和调控途径如何未见有新的报道。因此发掘更有效的与油脂代谢途径相关的功能片段，并且对莱茵衣藻油脂积累途径进行更进一步的研究将为其它微藻的工业化应用提供重要信息。

发明内容

本发明目的在于提供两个莱茵衣藻中的油脂代谢途径相关基因（AT、TAGLP）及其编码蛋白与应用。

第一方面，本发明所提供的其中一个油脂代谢途径相关基因，命名为AT，来源于莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），是下述核苷酸序列之一：

1）序列表中SEQ ID NO：1的DNA序列；

2）编码序列表中SEQ ID NO：2的DNA序列；

3）与序列表中SEQ ID NO：1限定的核苷酸序列具有90％以上同源性并具有转移乙酰辅酶A酰基功能的乙酰转移酶的核苷酸序列；

4）在高严谨条件下可与序列表中的SEQ ID NO：1限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。

所述高严谨条件为杂交后用含0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液在65℃下洗膜。

序列表中的SEQ ID NO：1由1218个碱基组成，其编码序列为自5’端第1-1218位碱基，编码具有序列表中SEQ ID NO：2所示氨基酸残基序列的蛋白质。

上述油脂代谢途径相关基因AT编码的蛋白，命名为AT，是下述氨基酸残基序列之一：

1）序列表中的SEQ ID NO：2；

2）将序列表中SEQ ID NO：2的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加并具有转移乙酰辅酶A酰基功能的乙酰转移酶的蛋白质。

序列表中的SEQ ID NO：2由405个氨基酸残基组成。

第二方面，本发明所提供的另外一个油脂代谢途径相关基因，命名为TAGLP，来源于莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），是下述核苷酸序列之一：

1）序列表中SEQ ID NO：3的DNA序列；

2）编码序列表中SEQ ID NO：4的DNA序列；

3）与序列表中SEQ ID NO：3限定的核苷酸序列具有90％以上同源性并具有还原三酰甘油成二酰甘油功能的甘油三酯脂肪酶的核苷酸序列；

4）在高严谨条件下可与序列表中的SEQ ID NO：3限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。

所述高严谨条件为杂交后用含0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液在65℃下洗膜。

序列表中的SEQ ID NO：3由1674个碱基组成，其编码序列为自5’端第1-1674位碱基，编码具有序列表中SEQ ID NO：4所示氨基酸残基序列的蛋白质。

上述油脂代谢途径相关基因TAGLP编码的蛋白，命名为TAGLP，是下述氨基酸残基序列之一：

1）序列表中的SEQ ID NO：4；