[发明专利]一种干扰基因及其应用

说明书

本发明属于基因工程领域，本发明公开一种干扰基因及其应用。本发明从微拟球藻中克隆并构建了一种干扰基因，所述基因包括外显子1、内含子及外显子2；所述外显子1具有(I)如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或(II)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或多个核苷酸序列获得的核苷酸序列，且与SEQ ID No.1所示的核苷酸序列至少有85％同源性的核苷酸序列。该干扰基因能干扰UDP‑glucose dehydrogenase(UGDH)基因的表达。本发明发现通过所述基因干扰UGDH表达后，微拟球藻能高效产油且能胞外分泌脂质，得到高产油脂并能进行胞外分泌油脂的藻株。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种干扰基因及其应用。尤其是涉及一种干扰基因，含有干扰基因的表达载体、宿主细胞，以及生产生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油备受关注，它可以作为一个化石替代品，具有可持续生产和环保等特性。生物能源应用历史已经超过了50年，生物柴油主要来源于植物，例如菜籽，大豆，向日葵等，其原理是由三酰甘油通过酯交换反应制成，1mol三酰甘油和3mol乙醇反应，可以产生1mol的甘油和甲酯。但是，这种生产效率普遍不高，而且占地面积大。

与传统的生物柴油相比，微藻具有以下优点：第一，微藻的生长速度快，其生物量可以在24小时增加一倍；第二，含油量高，某些微藻的含油量可以达到干重的50％-60％；第三，微藻的产油效率远远快于动物和植物；第四，微藻能够进行光合作用，参与到生态系统的循环；最后，微藻种类多，适应性非常强，某些微藻可以在极其恶劣的环境下面进行生存，培养条件简单。

作为产油微藻的代表藻种之一，微拟球藻属于产油藻，相对其他微藻来说，其产油量相对较高，生长速度快。然而，微拟球藻的产油性能仍不能满足工业需求。而且，植物的细胞壁很厚，提取微藻内的油脂前需要去除其细胞壁，这个环节会大大提高生产成本，同时也会造成细胞的死亡，因此对于工业应用来说，是很不利的。虽然某些非细胞破坏的油脂获取方法已经成功，但是，这还是不能满足微藻的工业产油需求。因此，研发出一种既能高产油又能胞外分泌油脂的工业型微藻，用于解决现有技术中微藻产油效率低、成本高、工序繁多，不能满足工业需求的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种干扰基因及其应用，用于解决现有技术中微藻产油效率低、成本高、工序繁多，不能满足工业需求的技术缺陷。

本发明发现对微拟球藻的UDP-glucose dehydrogenase基因(以下简称UGDH)进行RNA干扰，能使其细胞壁中聚多糖显著减少，导致细胞壁变薄，同时使得更多的碳流向三酰甘油合成途径。

本发明发现UGDH基因表达的蛋白含有471个氨基酸，使用SMART网站和NCBI网站对假定的UGDH基因的蛋白序列进行分析，发现其UGDH蛋白含有3个结构域：UDPG_MGDP_dh_N结构域，UDPG_MGDP_dh结构域和UDPG_MGDP_dh_C结构域(http://smart.embl-heidelberg.de/)，在UDPG_MGDP_dh_N结构域和UDPG_MGDP_dh结构域之间存在一个苹果酸酶和NAD的绑定位点(图1A)。

利用MEGA6软件对微拟球藻UGDH蛋白进行系统树构建，发现N.oceanica和N.gaditana具有非常高的同源性。

本发明提供了一种UGDH基因的干扰基因，依次包括外显子1、内含子及外显子2；

所述外显子1具有

(I)如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或

(II)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或多个核苷酸序列获得的核苷酸序列，且与SEQ ID No.1所示的核苷酸序列至少有85％同源性的核苷酸序列。