[发明专利]橡胶延长因子HbREF258基因、蛋白及应用

说明书

本发明公开了橡胶延长因子HbREF258基因、蛋白及应用，所述HbREF258基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明通过构建原核表达载体获得了REF258蛋白的抗体，并且构建REF258基因的过表达载体，利用农杆菌浸染法转化野生型橡胶草(12‑16)，获得过表达植株。分析结果表明，相对于野生型橡胶草，REF258能够提高产胶植物特别是橡胶草根部的橡胶含量，提高产胶植物的生物量和/或提早产胶植物的植株抽薹开花，为高含胶量植物的分子育种提供了基因资源。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及橡胶延长因子HbREF258基因、蛋白及应用。

背景技术

天然橡胶(顺式聚异戊二烯)是关系国计民生的重要工业原料和战略物资。虽然世界上的产胶植物有2000多种，但巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)是目前世界上几乎所有商业用天然橡胶的唯一来源。橡胶草(Taraxacum koksaghyz)的根中含有丰富的天然橡胶，其产胶结构、橡胶生物合成途径及天然橡胶结构与性能都与巴西橡胶树的相似，具有潜在的应用价值。而且，由于生育期较短、组织培养简单、遗传转化也相对容易等特点，橡胶草已成为研究产胶植物乳管发育及橡胶生物合成调控的理想模式植物。

天然橡胶是由橡胶树和橡胶草等产胶植物的乳管系统生成，在天然橡胶生产中，通过切割树干树皮，切断树皮中的乳管，收集从乳管伤口处流出的乳汁状液体(胶乳)，用作提炼天然橡胶的原料。胶乳在本质上是乳管细胞的细胞质，其中的橡胶粒子是橡胶聚合反应的实际发生场所，是橡胶生物合成的最主要亚细胞器和天然橡胶贮存特化细胞器。天然橡胶的生物合成能力是限制天然橡胶产量的主要因素。

天然橡胶(聚异戊二烯)是植物的一种次生代谢产物，存在于典型的植物类异戊二烯/萜类次生代谢途径中。橡胶树和橡胶草等产天然橡胶植物产生的顺式-聚异戊二烯类天然橡胶同样是一种典型的植物类异戊二烯的次生代谢产物，其生物合成的整个过程可分为乙酰CoA的起始合成，乙酰CoA经MVA途径转化为天然橡胶合成前体IPP，以及由IPP分子顺式聚合延伸形成高分子橡胶烃分子的三个阶段。橡胶分子起始物IPP的合成和其它植物中IPP合成一样，在橡胶树和橡胶草等产天然橡胶植物乳管细胞的细胞质或质体中进行，催化这些过程的酶也是共通的，而橡胶分子延伸，是通过橡胶延伸因子(REF)和小橡胶粒子(SRPP)作用，借助HRBP(HRT1-REF桥接蛋白，Hevea rubber transferase binding protein)的交联作用，在橡胶粒子上进行，通过橡胶粒子膜表面的一些蛋白质或蛋白质复合物催化IPP的生物聚合形成大分子的橡胶烃，这是橡胶合成的关键步骤，研究这些蛋白的功能对深入理解产胶机制提供了理论基础和应用基础。

REF作为形成大分子橡胶烃过程中控制橡胶粒子的聚合和橡胶链的延伸的重要蛋白酶，约占胶乳总蛋白的10％～60％。REF与SRPP，CPT和HRBP在橡胶粒子上结合，组成了合成天然橡胶的蛋白质机器结构，从而调控着天然橡胶的合成作用。结合橡胶粒子蛋白组的iTRAQ分析发现了一系列的F型和V型ATPase亚基。REF可能通过REF结构域和其它REF或SRPP聚合，通过F-ATPase的β亚基和其它F-ATPase亚基聚合，一起构成了复杂的蛋白复合物，执行橡胶合成相关的功能。因此，REF也许并不只是作为橡胶链延伸相关的酶类参与天然橡胶的生物合成，它的作用有可能存在于橡胶合成相关的物质转运和能量利用等过程。

目前我国对天然橡胶的需求日益加剧，橡胶树的生长环境有限，并且生长周期较长，难以短时间内获得产量上的突破。橡胶草根部能产生和橡胶树同样的橡胶成分，并且生长范围广泛，因此橡胶草有潜力成为代替橡胶树的新型产胶植物。因此将橡胶树中发现的关键基因转入到橡胶草中进行研究，将极大的缩短研究周期。通过对REF的研究，可以更清楚的了解REFs蛋白在橡胶合成调控中所起的作用。进而利用转基因技术培育出高含胶量的橡胶草品种，对我国橡胶生产的长期稳定发展有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供橡胶延长因子HbREF258基因、蛋白及应用。