[发明专利]人参PgRb1-057-001基因及其应用

说明书

本发明公开了一种PgRb1‑057‑001基因，它的碱基序列如序列表SEQ ID NO.1所示；PgRb1‑057‑001基因在提高人参皂苷Rb1方面的应用；本发明将超量表达PgRb1‑057‑001基因阳性发状根单根系扩繁，在转基因阳性发状根中Rb1含量出现显著变化，Rb1含量增加，最高达到9.25 mg/g；表明PgRb1‑057‑001基因的超表达对人参皂苷Rb1的生物合成有促进作用，同时控制Rb1皂苷生物合成。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及人参PgRb1-057-001基因及其应用。

背景技术

人参(Panax ginseng. C. A. Meyer)是五加科人参属多年生植物，是吉林省特色植物资源，长期作为药材、膳食补充剂、功能性食品等被广泛应用并消费，因而成为了最畅销的贸易商品之一。人参皂苷是人参中主要的有效药用成分，人参皂苷属于三萜类物质，根据碳骨架结构和糖苷的数量可分为达玛烷型人参皂苷、齐墩果烷型人参皂苷和奥克梯隆型人参皂苷，其中达玛烷型人参皂苷又可分为原人参二醇型 (Protopanaxdio, PPD)人参皂苷和原人参三醇型 (Protopanaxatriol, PPT)人参皂苷。目前，在人参中已鉴定出了40多种单体皂苷，在众多单体皂苷中，人参皂苷Rb1含量最高，它是原人参二醇型人参皂苷，已有研究证实人参皂苷Rb1在多种疾病的治疗及日常保健中具有重要作用。

人参皂苷Rb1的生物合成由甲羟戊酸合成途径的2,3-氧化鲨烯合成后的分支点开始，在达玛烯二醇合酶的催化下环化形成达玛烯二醇，以达玛烯二醇为分支点，有两条合成途径可以分别合成人参皂苷 Rb1：①以达玛烯二醇为底物在 糖基转移酶催化下合成携带糖苷的达玛烯二醇，在细胞色素单加氧酶与原人参二醇合酶的催化下形成人参皂苷 CK，然后在糖基转移酶的催化下形成人参皂苷 F2，随后又进行一次糖基化修饰形成人参皂苷Rd，再经过一次糖基化修饰合成人参皂苷 Rb1；②以达玛烯二醇为底物，在细胞色素单加氧酶和原人参二醇合成酶的作用下形成原人参二醇，在经过三次糖基化修饰后分别合成人参皂苷 Rh2、Rg3、Rd，再以 Rd 为作用底物，经过糖基转移酶的糖基化修饰合成人参皂苷Rb1。

人参生长周期长，一般 4-5 年，而且遗传转化后的再生植株栽培难度大，很难在短时间内通过遗传转化植株再生途径进行基因的功能验证。植物细胞和组织培养是生产人参皂苷的有效途径。发状根、不定根及悬浮细胞是人参组织培养常用的三种材料。一般情况下，发状根是由发根农杆菌侵染外植体产生的，在添加吲哚丁酸 (1h-indole-3-butanoicacid, IBA) 的 MS 培养基中培养愈伤组织，即形成不定根。发状根和不定根由于其稳定的生物量积累和较高的人参皂苷产量而具有更大优势。目前，人参不定根已实现规模化的培养，不但人参皂苷产量高，且安全性好。

基因的遗传转化超表达是广泛用于验证基因功能的重要方法之一。人参不定根具有遗传背景清晰、培养周期短、培养不受季节限制、自动化程度高、成本低等优点，逐渐成为人参遗传转化、诱导子调控、胁迫处理等首选的实验材料。人参发状根具有生长快、激素自养的特点，更重要的是与人参根一样有皂苷生物合成的功能因而可以作为基因功能验证表型检测的实验材料。

发明内容

本发明目的是提供人参PgRb1-057-001基因及其应用。

PgRb1-057-001基因，它的碱基序列如序列表SEQ ID NO.1所示。

PgRb1-057-001基因在提高人参皂苷Rb1方面的应用。