[发明专利]一种银杏类黄酮3′-羟化酶基因GbF3′H1及其应用

说明书

本发明公开了一种银杏类黄酮3′‑羟化酶基因GbF3′H1及其应用，属于分子生物学技术领域。基因GbF3′H1核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其表达的蛋白产物氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明通过构建基因GbF3′H1载体转化山新杨，并对转化的山新杨和非转基因型进行过量表达分析和差异代谢物分析，结果显示，与非转基因植株相比，转基因植株生长相对较慢，叶片容易沉积红色素，黄酮类化合物合成的下游产物浓度明显高于非转基因植株，表明过量表达基因GbF3′H1能够提高植物类黄酮产量，可以作为促进植物体内积累黄酮类化合物的重要参考和科学依据。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，更具体地说，涉及一种银杏类黄酮3′-羟化酶基因GbF3′H1及其应用。

背景技术

银杏(Ginkgo biloba)是银杏科唯一的现存物种，常被认为是“活化石”。它起源于约3亿年前的二叠纪，在植物界具有重要的进化地位。此外，银杏是一种多用途树种，尤其是药用价值备受关注。银杏叶提取物(GBE)，因能治疗早期阿尔茨海默症、脑功能障碍和血管性痴呆而受到广泛的关注。GBE中黄酮类化合物是目前银杏叶中最为突出的药理成分。黄酮类化合物是一系列具有典型的C₆-C₃-C₃-C₆类黄酮骨架的化合物，由两个芳香环通过C3连在一起。黄酮类化合物是植物组织中最著名的红、蓝、紫三色花青素色素。在类黄酮途径的早期，查尔酮通过异构化和氧化被修饰为二氢黄酮醇。在大多数植物中，二氢黄酮醇(二氢山奈酚、二氢槲皮素、二氢杨梅素)是类黄酮生物合成途径中的一个主要分支点，后续反应可以通过糖基化反应生成二氢黄酮醇苷，通过氧化反应生成黄酮醇或花青素，通过还原反应生成黄烷-3-醇(儿茶素，没食子儿茶素)。

目前，类黄酮生物合成途径产生的黄酮类化合物的形成和积累在拟南芥中已被得到很好地研究，相关酶和基因也在不同的物种中得到了广泛的研究。类黄酮3′-羟化酶(flavonoid 3′-hydroxylase，F3′H)是类黄酮生物合成途径中的关键酶。它是细胞色素P450亚家族的重要成员之一，具有催化多种依赖NADPH和O₂为基础的单加氧反应。在类黄酮生物合成途径中，F3′H将柚皮苷和二氢山奈酚B环的3′-位羟基化生成黄酮类化合物，并领导了红氰化物基颜料的生产。目前已经从矮牵牛、拟南芥、大豆和葡萄等植物中分离鉴定了F3′H基因。此外，Shih et al.(2006)过量表达高粱的SbF3′H得出黄酮醇生物合成的大多数前体被转化变成3′-羟基化的形式。Han et al.(2010)在拟南芥tt7突变体中检测到苹果愈伤组织MdF3′H基因的异位表达促进了花青素的积累。由此可见，F3′H具有广泛的作用特异性，对下游类黄酮(花青素)代谢物的合成有重大影响。因此，获得和分析黄酮合成通路中关键酶基因，将为进一步了解黄酮类化合物在植物体内积累的分子机制提供重要参考和科学依据。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种银杏类黄酮3′-羟化酶GbF3′H1基因。本发明所要解决的另一技术问题在于提供所述银杏类黄酮3′-羟化酶GbF3′H1基因的应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种银杏类黄酮3′-羟化酶基因GbF3′H1，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

所述银杏类黄酮3′-羟化酶基因GbF3′H1的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQ IDNo.2所示。

所述的银杏类黄酮3′-羟化酶基因GbF3′H1的载体。

优选地，所述载体为35S：：GbF3′H1。

所述的银杏类黄酮3′-羟化酶GbF3′H1基因或所述的载体在提高植物类黄酮的产量中的应用。