[发明专利]一种甘薯查尔酮异构酶IbCHIL1及其编码基因和应用

说明书

本发明涉及植物生物技术领域，具体涉及一种甘薯查尔酮异构酶IbCHIL1及其编码基因和应用，该基因的核苷酸序列包括：SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或与(a)或(b)的核苷酸序列具有90%以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；查尔酮异构酶IbCHIL1其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示；或为SEQ ID NO:2经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成具有同等功能的氨基酸序列。本发明的查尔酮异构酶基因，通过生物技术将该基因转入甘薯或调控该基因的表达可以提高甘薯花青素含量，具有广阔的应用前景和极大的经济价值。

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域，具体涉及一种甘薯查尔酮异构酶IbCHIL1及其编码基因和应用。

背景技术

类黄酮化合物是一类小分子次生代谢物，广泛参与在植物花色形成、紫外线保护、植物育性、生长素运输、抵抗渗透胁迫、细胞周期调控等生物学过程。此外，类黄酮化合物还是一种生物活性很强的抗氧化剂，具有调节机体免疫力、抗氧化、抗衰老以及抵抗病毒等医疗价值。查尔酮异构酶是类黄酮生物合成过程的一个关键酶，催化查尔酮异构化为(2S)-黄烷酮，黄烷酮继而转化为各种类型的类黄酮。查尔酮异构酶超家族包括4种类型的CHI蛋白：Ⅰ型和Ⅱ型CHI蛋白是真正意义上的CHI，具有CHI蛋白酶活性，其中Ⅰ型几乎存在所有高等植物中，而Ⅱ型CHI则主要存在于豆科植物中；Ⅲ型是广泛存在于陆生植物中的脂肪酸结合蛋白；目前对Ⅳ型CHI蛋白(CHI-like protein，CHIL)的具体功能还不了解，但发现该类蛋白的存在能够增强类黄酮的积累和花着色。

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是世界上一种重要的粮食作物。紫肉甘薯因其储藏根中富含大量的花青素呈紫色而得名，是一种特用型甘薯品种。紫肉甘薯具有较高的营养和保健功能，同时也是天然食用色素的重要来源，其研究与开发受到广泛的关注。紫肉甘薯富含的花青素是一种类黄酮化合物，作为一种很强的抗氧化剂，具有调节机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老、降高血糖、增强记忆力以及抵抗病毒等医疗保健价值。

目前已经从多种植物中克隆到CHI基因，如拟南芥、大豆、苹果、葡萄等。利用基因工程技术将CHI基因导入植物中，能够促进类黄酮的生物合成，具有开发应用前景。如将矮牵牛CHI基因导入番茄中，转基因番茄果皮中黄酮类含量提高78倍，果肉中黄酮醇增加了21倍；将水母雪莲CHI基因导入新疆雪莲后，转基因雪莲发根中总黄酮量可提高4倍。目前报道的CHI基因大多数属于Ⅰ型和Ⅱ型CHI基因，而对Ⅲ型和Ⅳ型CHI基因的研究较少。甘薯中报道的CHI基因有两个，都属于Ⅰ型，其他类型的CHI基因还未见报道。

为弥补现有技术的空白，本发明提供一种甘薯查尔酮异构酶IbCHIL1及其编码基因和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种甘薯查尔酮异构酶IbCHIL1及其编码基因和应用，为今后利用该基因，通过生物技术提高甘薯花青素含量提供了一种新的途径。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种甘薯查尔酮异构酶基因IbCHIL1，该基因的核苷酸序列包括：

(c)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或

(d)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或

与(a)或(b)的核苷酸序列具有90％以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。

一种甘薯查尔酮异构酶IbCHIL1，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示；或为SEQ IDNO:2经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成具有同等功能的氨基酸序列。