本发明专利技术公开了高产吲哚-3-乙酸的重组细胞及其构建方法。采用本申请的重组细胞的构建方法构建的重组解淀粉芽孢杆菌菌株SQR9-E和重组枯草芽孢杆菌菌株168-E均能够表达出吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A、吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B和吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质。重组菌株SQR9-E和168-E中吲哚-3-乙酸的产量均高于每株菌株的对照。本发明专利技术的高产吲哚-3-乙酸的重组细胞及其构建方法可以有效提高重组菌株中吲哚-3-乙酸的产量，可广泛应用于农业生产领域。
【技术实现步骤摘要】
高产吲哚-3-乙酸的重组细胞及其构建方法与应用
本专利技术涉及生物
中高产吲哚-3-乙酸的重组细胞及其构建方法与应用。
技术介绍
吲哚-3-乙酸(Indole-3-aceticacid，简称IAA)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，属吲哚类化合物，又名茁长素、生长素、异生长素。现已证实，吲哚-3-乙酸存在于细菌、真菌、藻类和许多高等植物中。在高等植物中,它主要存在于生长旺盛的部位,如胚芽鞘、根尖、受精后的子房和幼嫩的种子等。虽然在植物体内含量甚微,但参与了许多生理生化过程的调节与控制,具有十分广泛的生理作用。从细胞水平看,它可以影响细胞的伸长、分裂和分化；从器官水平看,它可以影响营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老。吲哚-3-乙酸的基本作用在于调节植物的生长，不仅能促进生长，而且具有抑制生长和器官建成的作用。吲哚-3-乙酸在农业生产领域具有广泛的用途，它能促进植物生根，提高农作物产量；用于木本和草本植物的扦插(插枝)生根，以加速根的形成和提高植株生根的百分率。微生物具有体积小、结构简单、生长繁殖快、代谢旺盛等特征，如能得到高效合成吲哚-3-乙酸的微生物，将为吲哚-3-乙酸的生产提供新的途径。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何利用微生物生物合成吲哚-3-乙酸。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种重组细胞的构建方法。本专利技术所提供的重组细胞的构建方法，包括向受体细胞中导入用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA得到产吲哚-3-乙酸的重组细胞；所述用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA编码吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A、吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B和吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质；所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A为下述A1)或A2)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQIDNo.3所示的蛋白质；A2)在A1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质；所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B为下述B1)或B2)的蛋白质：B1)氨基酸序列如SEQIDNo.4所示的蛋白质；B2)在B1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由B1)衍生的蛋白质；所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C为下述C1)或C2)的蛋白质：C1)氨基酸序列如SEQIDNo.5所示的蛋白质；C2)在C1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由C1)衍生的蛋白质；所述受体细胞为微生物细胞、非人动物细胞或植物细胞。所述用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA，由吲哚-3-乙酸合成相关基因1、吲哚-3-乙酸合成相关基因2和吲哚-3-乙酸合成相关基因3连接而成；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因1编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因2编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因3编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C。所述吲哚-3-乙酸合成相关基因1为如下A11)或A12)或A13)所示的核酸分子：A11)其编码序列是SEQIDNo.1的第1-1164位核苷酸所示的DNA分子或cDNA分子；A12)与A11)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A的cDNA分子或基因组DNA分子；A13)在严格条件下与A11)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A的cDNA分子或基因组DNA分子；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因2为如下B11)或B12)或B13)所示的核酸分子：B11)其编码序列是SEQIDNo.1的第1165-2586位核苷酸所示的DNA分子或cDNA分子；B12)与B11)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B的cDNA分子或基因组DNA分子；B13)在严格条件下与B11)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B的cDNA分子或基因组DNA分子；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因3为如下C11)或C12)或C13)所示的核酸分子：C11)其编码序列是SEQIDNo.1的第2587-4074位核苷酸所示的DNA分子或cDNA分子；C12)与C11)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C的cDNA分子或基因组DNA分子；C13)在严格条件下与C11)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C的cDNA分子或基因组DNA分子。所述用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA为如下D1)或D2)或D3)所示的核酸分子：D1)核苷酸序列是SEQIDNo.1的DNA分子或cDNA分子；D2)与D1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码所述的吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A、所述的吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B和所述的吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；D3)在严格条件下与D1)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述的吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A、所述的吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B和所述的吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。上述用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA，本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，与本专利技术分离得到的用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA的核苷酸序列具有75％或者更高同一性且编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A、所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B和所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的SEQIDNo.1具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述用于生物合成吲哚-3-乙酸的DNA，所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种重组细胞的构建方法。本专利技术所提供的重组细胞的构建方法，包括对受体细胞进行S1)、S2)和S3)的改造得到高产吲哚-3-乙酸的重组细胞的步骤：S1)向所述受体细胞中导入所述的吲哚-3-乙酸合成相关基因1；S2)向所述受体细胞中导入所述的吲哚-3-乙酸合成相关基因2；S3)向所述受体细胞中导入所述的吲哚-3-乙酸合成相关基因3。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的吲哚-3-乙酸合成相关基因1或吲哚-3-乙酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
重组细胞的构建方法，包括向受体细胞中导入用于制备吲哚‑3‑乙酸的DNA得到高产吲哚‑3‑乙酸的重组细胞；所述用于制备吲哚‑3‑乙酸的DNA编码吲哚‑3‑乙酸合成相关蛋白A、吲哚‑3‑乙酸合成相关蛋白B和吲哚‑3‑乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质；所述吲哚‑3‑乙酸合成相关蛋白A为下述A1)或A2)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.3所示的蛋白质；A2)在A1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质；所述吲哚‑3‑乙酸合成相关蛋白B为下述B1)或B2)的蛋白质：B1)氨基酸序列如SEQ ID No.4所示的蛋白质；B2)在B1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由B1)衍生的蛋白质；所述吲哚‑3‑乙酸合成相关蛋白C为下述C1)或C2)的蛋白质：C1)氨基酸序列如SEQ ID No.5所示的蛋白质；C2)在C1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由C1)衍生的蛋白质；所述受体细胞为微生物细胞、非人动物细胞或植物细胞。...
【技术特征摘要】
1.重组细胞的构建方法，包括向受体细胞中导入用于制备吲哚-3-乙酸的DNA得到高产吲哚-3-乙酸的重组细胞；所述用于制备吲哚-3-乙酸的DNA编码吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A、吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B和吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C这三种蛋白质；所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A为氨基酸序列如SEQIDNo.3所示的蛋白质；所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B为氨基酸序列如SEQIDNo.4所示的蛋白质；所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C为氨基酸序列如SEQIDNo.5所示的蛋白质；所述受体细胞为解淀粉芽孢杆菌细胞或枯草芽孢杆菌细胞。2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述用于制备吲哚-3-乙酸的DNA，由吲哚-3-乙酸合成相关基因1、吲哚-3-乙酸合成相关基因2和吲哚-3-乙酸合成相关基因3连接而成；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因1编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白A；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因2编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白B；所述吲哚-3-乙酸合成相关基因3编码所述吲哚-3-乙酸合成相关蛋白C。3.根据权利要求2所述的构建方法，其特征在于：所述吲哚-3-乙酸合成相关基因1为编码序列是SEQIDNo.1的第1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞福，邵佳慧，张楠，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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