[发明专利]一种除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1及其编码基因与应用

说明书

本发明属于植物基因工程技术领域，具体公开了一种除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1及其编码基因与应用。本发明从除虫菊中克隆得到大根香叶烯D合成酶的基因，将该大根香叶烯D合成酶的基因在体外进行表达纯化后，经纯化后的大根香叶烯D合成酶能特异性的以FPP为前体物质合成大根香叶烯D，可用于大根香叶烯D的大规模生产；因此，在大根香叶烯D合成技术领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1及其编码基因与应用。

背景技术

白花除虫菊(Tanacetum cinerariifolium，又名除虫菊)是一种菊科匹菊属多年生观赏兼抗虫植物，其花头中富含的除虫菊酯具有杀虫高效、杀虫广谱和环境无残留以及不易产生耐药性等优点，因此成为国际上公认的安全无污染植物源杀虫剂，并且除虫菊是目前世界上唯一集约化种植的生物农药-除虫菊酯的植物源。除此之外，除虫菊花朵还大量合成一些倍半萜类的挥发性物质参与到植物与昆虫的互作中，其中，大根香叶烯D(GD)作为一种倍半萜类物质，广泛存在于各种植物、微生物，以及海洋生物中，是一些酯类和萜类物质的重要前体，其不仅具有抗菌活性，还可作为氨基糖苷类和氮唑类的辅助试剂，同时也具有广泛的抗虫和杀虫作用。除虫菊作为古老的抗虫植物，对其生物活性物质的功能研究及开发利用显得尤为重要。

自然界中，GD具有300多种同分异构形式，其中(-)-GD作为一种信号分子，能够吸引夜间有效传粉者-夜蛾类昆虫，促进植物的传粉过程。目前，市场上的大根香叶烯D主要来源于植物提取。由于植物生长周期长，且提取工艺复杂，因此提取的产品面临成本高，纯度低的问题。由于昆虫对挥发物信号的识别通常是单一且特异的，而植物提取的产品通常是多种异构体的混合形式，其纯度很难满足人们对其功能的开发和利用。因此，开发制备单一且特异性的大根香叶烯D的合成方法尤为重要。近年来，随着分子生物学技术的发展，人们已经从一些植物中克隆得到大根香叶烯D合成酶的基因，将该大根香叶烯D合成酶的基因在体外进行表达纯化后，能特异性的以FPP为前体物质合成大根香叶烯D，但关于除虫菊中的大根香叶烯D合成酶的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有技术中的不足，提供一种除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1及其编码基因与应用。本发明从除虫菊中克隆得到大根香叶烯D合成酶的基因，将该大根香叶烯D合成酶的基因在体外进行表达纯化后，经纯化后的大根香叶烯D合成酶能特异性的以FPP为前体物质合成大根香叶烯D，可用于大根香叶烯D的大规模生产。

本发明的一个目的在于提供一种除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1。

所述除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的另一个目的在于提供一种除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1的编码基因。

所述除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步地，与本发明所述的除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1氨基酸序列具有50％以上相似性的序列，或与其具有相同功能的保守性变异多肽、活性片段或活性衍生物，例如，将氨基酸序列经过一个或多个取代、缺失或添加而形成的氨基酸序列也属于本发明的保护范围。与本发明所述的除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1的编码基因的核苷酸序列具有50％以上相似性的序列也属于本发明的保护范围。

本发明也提供了一种重组表达载体，包含上述除虫菊大根香叶烯D合成酶TcGDS1的编码基因。

本发明还提供了一种宿主细胞，由上述重组表达载体转化获得。

进一步地，所述宿主细胞选自酵母、藻类、霉菌和细菌中的一种。

更进一步地，所述细菌选自大肠杆菌Top10或大肠杆菌BL21(DE3)中的一种。