[发明专利]一种香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12及其编码蛋白质和应用

说明书

本发明提供了一种香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明还提供了香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12编码的蛋白质及应用。本发明的香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12能够改善果实甜味品质，提高果实葡萄糖和果糖含量，例如将其导入番茄中，获得35S启动子驱动的MaGN12转基因番茄8个独立株系，过量表达基因MaGN12提高了GN酶活性、MaGN12表达量、糖原含量、果糖和葡萄糖含量，对调控果实品质、培育优质香蕉新品种具有重要意义。

技术领域

本发明生物技术领域，具体涉及一种香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12及其编码蛋白质和应用。

背景技术

糖原是由葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖，广泛贮存于人体、动物、真菌、细菌、植物组织中。在人体心脏和骨骼肌中糖原的缺失导致心肌病和肌无力；动物糖原主要是控制血糖的稳态；真菌和细菌中的糖原主要是以基础能量的形式存在，在需要时可短时间内快速大量动用，不需要时快速恢复贮存。植物糖原是植物缺失异淀粉酶型突变体(sul突变体)内存在的一种可溶性的α-D-葡聚糖，是植物体内最主要的贮存多糖，是植物所有器官碳架构成的基础物质。

糖原合成是一个复杂的生化反应过程，需要一系列酶的广泛参与，如：糖原起始合成酶(Glycogenin,GN)，糖原合酶(Glycogen Synthase,GS)，糖原分支酶(GlycogenBranching Enzyme,GBE)及糖原磷酸化酶(Glycogen Phosphorylase,GP)。GN是启动糖原合成的第一个限速酶。目前，大多数关于GN的研究主要集中在动物身上(Bischof et al.,2013；Li et al.,2017)，关于植物GN的信息很少，特别是对于重要的热带水果香蕉，至今未见GN的相关报道。因此，开展香蕉基因MaGN12的相关研究是全新的，同时对调控果实品质、培育优质香蕉新品种具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种从巴西香蕉获得的可改良植物果实甜味品质的香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12及其编码产物和应用。

本发明的第一个方面是提供一种香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明的第二个方面是提供一种蛋白质，其为本发明第一个方面所述的香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

本发明的第三个方面是提供本发明第一个方面所述的香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12在改良植物果实甜味品质中的应用。

其中，过表达所述香蕉果实糖原合成起始酶基因MaGN12提高了MaGN12基因表达量、GN酶活性、糖原含量、葡萄糖和果糖含量。

本发明的第四个方面是提供一种表达载体，其包含原始载体和本发明第一个方面所述的香蕉果实糖原起始合成酶基因MaGN12。

其中，所述原始载体可以采用基因重组领域中常用的载体，例如病毒、质粒等。本发明对此不进行限定。在本发明的一个具体实施方式中，所述原始载体采用pBI121载体质粒，但应当理解的是，本发明还可以采用其他质粒、或者病毒等。

优选地，所述原始载体为pBI121载体质粒，SEQ ID NO:1所示核苷酸序列位于pBI121载体质粒的Xba I和Sac I两限制性内切酶位点之间。

本发明的第五个方面是提供如本发明第四个方面所述的表达载体在改良植物果实甜味品质中的应用。

其中，本发明第四个方面所述的表达载体提高了MaGN12表达量、GN酶活性、糖原含量、葡萄糖和果糖含量。

本发明的第六个方面是提供一种提高番茄果实甜味品质的方法，用本发明第四个方面所述的表达载体重组质粒转化番茄叶盘。