[发明专利]草酸代谢相关酶及其在草酸降解中的应用

说明书

本发明提供了一种草酸代谢相关酶及其在草酸降解中的应用，具体地，通过调控植物中草酸代谢相关酶基因或其蛋白的表达或活性，可显著调控植物中的草酸含量。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地，本发明涉及草酸代谢相关酶及其在草酸降解中的应用。

背景技术

草酸是最简单的二元羧酸，可存在于大多数有机体内，如微生物、植物和动物等。植物中草酸主要以两种不同形式存在，可溶性游离草酸和不溶性金属草酸盐晶体。草酸在植物中的含量可达到干重的3－10％，草酸在植物的生长发育和代谢过程中发挥多种作用，如金属耐受、离子平衡和昆虫防御等。

植物体内的草酸有助于提高其自身适应性，但是草酸的过度积累也会对植物的生长产生不利影响。例如在拟南芥中，过量表达细菌草酸合成酶能引起草酸过量累积从而导致植株的生长发育迟缓。诸多证据还表明，病原体可以通过促进宿主草酸分泌，刺激气孔开放和细胞壁通透性增加自身侵染力，最终导致被侵染植物细胞的程序性死亡。草酸作为一种营养拮抗因子，损害钙和其他矿物质的吸收。例如菠菜中的草酸水平较高，如果与钙含量高的豆制品同食则会影响钙的吸收利用。另外，人体摄取过多金属草酸盐晶体可能会诱发乳腺癌，肾脏结石等相关严重疾病。因此，植物中草酸的含量需要被精确调控，草酸的生物合成和降解途径则是调控草酸的含量关键步骤。

迄今为止，有多种(或潜在的)草酸的生物合成的途径被报道。乙醛酸可由酯氧化酶或乳酸脱氢酶生成草酸。在分泌草酸的真菌中，草酰乙酸可被草酰乙酸乙酰水解酶催化裂解生成草酸。抗坏血酸也可作为草酸合成的前体，但是负责这一途径的酶还没有被报道过。

因此，本领域迫切需要开发一种能够调控植物中草酸含量的酶及其新途径。

发明内容

本发明提供了一种能够调控植物中草酸含量的酶及其新途径。

本发明的第一方面提供了一种物质的用途，所述物质选自下组：草酸代谢相关酶或其编码序列、或其促进剂或抑制剂，用于调控植物的农艺性状，所述农艺性状包括植物中的草酸含量，其中所述草酸代谢相关酶选自下组：OCD1、O7、或其组合。

在另一优选例中，所述物质为草酸代谢相关酶或其编码序列、或其促进剂时，所述调控植物的农艺性状包括降低植物中的草酸含量。

在另一优选例中，所述物质为草酸代谢相关酶的抑制剂时，所述调控植物的农艺性状包括增加植物中的草酸含量。

在另一优选例中，所述的草酸代谢相关酶基因包括cDNA序列、基因组序列、或其组合。

在另一优选例中，所述草酸代谢相关酶来源于禾本科植物。

在另一优选例中，所述草酸代谢相关酶来源于选自下组的一种或多种植物：玉米、拟南芥、饭豆、苜蓿。

在另一优选例中，所述草酸代谢相关酶为野生型、或突变型的酶。

在另一优选例中，所述草酸代谢相关酶的氨基酸序列选自下组：

(i)具有SEQ ID NO.:1或2所示氨基酸序列的多肽；

(ii)将如SEQ ID NO.:1或2所示的氨基酸序列经过一个或几个(如1-10个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，具有所述降低和/或增加植物中草酸含量功能的、由(i)衍生的多肽；或

(iii)氨基酸序列与SEQ ID NO.:1或2所示氨基酸序列的同源性≥90％(较佳地≥95％，更佳地≥98％)，具有所述降低和/或增加植物中草酸含量功能的多肽。

在另一优选例中，所述草酸代谢相关酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.:1或2所示。

在另一优选例中，所述草酸代谢相关酶的编码基因的核苷酸序列选自下组：