白桦bHLH9蛋白在调控三萜类化合物合成中的应用制造技术

本发明专利技术公开了白桦bHLH9蛋白及相关生物材料在调控三萜类化合物合成中的应用。通过实验证明：超量表达BpbHLH9基因可以提高转基因酵母和转基因白桦中三萜类物质及三萜类前体物质的含量，其中，对齐墩果酸含量的提高最为显著。在转基因白桦中的三萜途径关键酶基因的相对表达量也均表现出不同程度的上调。结果表明BpbHLH9基因参与白桦三萜类物质的合成，可以有效提高三萜途径关键基因的表达和三萜类物质齐墩果酸、白桦脂酸及白桦脂醇的含量。

The application of bHLH9 protein in Betula platyphylla in the regulation of triterpenoids synthesis

The invention discloses the application of Betula platyphylla bHLH9 protein and related biomaterials in the regulation of the synthesis of three terpenoids. It is proved by experiments that overexpression of BpbHLH9 gene can increase the content of three terpenoids and three terpenoid precursors in transgenic yeast and Transgenic Birch, and the content of oleanolic acid is the most significant. The relative expression of the three terpene pathway key enzyme genes in the Transgenic Birch also showed up up to varying degrees. The results showed that BpbHLH9 gene was involved in the synthesis of three terpenoids in Betula platyphylla, which could effectively improve the expression of the key genes in the three terpene pathway and the content of three terpenoids, oleanolic acid, Betula acid and Betula.

【技术实现步骤摘要】
白桦bHLH9蛋白在调控三萜类化合物合成中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及白桦bHLH9蛋白在调控三萜类化合物合成中的应用。
技术介绍
白桦树皮中含有多种三萜类活性物质，主要包括白桦脂醇、白桦脂酸和齐墩果酸，具有抗艾滋病毒和抑制肿瘤(神经瘤、黑色素瘤、宫颈瘤、乳腺瘤、白血病和骨髓瘤)的药理活性，且低毒而高效，被誉为最有潜力的新型药物制剂，其进一步开发、利用意义重大。近年来，随着人口扩增和对天然药物需求的不断增大，更加加剧了天然药物生产和自然资源可持续发展之间的矛盾。细胞工程及代谢基因工程的发展使得人们能够通过对植物细胞代谢进行关键步骤和靶分子遗传修饰而使目标产物积累提高，相关研究已取得显著进展，拓展了有关植物代谢途径及其调控机制的认识。然而，次生代谢途径复杂，且不同途径之间有着繁复的交互作用。目前，除了黄酮途径外，对多数次生代谢途径的合成代谢机制及调控网络的认识仍有限，通过代谢基因工程提高植物天然产物含量的潜力还尚未被充分认识和挖掘。进一步深入研究不但有助于掌握植物次生代谢网络及分子调控规律，而且对生产实践中解决植物及其培养细胞目标次生产物低产问题均具有重要的现实意义。随着后基因组工作的深入，转录因子(transcriptionfactor，TF)作为改造植物代谢途径的工具，以其独有的“多点调控”优势，弥补了代谢工程操作中单个关键酶基因作用不足和多个关键酶基因可能产生组成性致死表达的缺点。另外，由于代谢途径通常有多个限速酶，而且限速步骤很难确定，通过转录因子基因的表达调控可以激活特定代谢支路中多个基因的协同表达，因此通过调节转录因子的表达量从整体角度调控代谢途径，进而提高目的代谢物的产量具有广阔的应用的前景。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供BpbHLH9蛋白质的新用途。本专利技术提供了BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类化合物合成中的应用。本专利技术还提供了BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物合成中的应用。本专利技术还提供了BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类化合物含量中的应用。本专利技术还提供了BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物含量中的应用。本专利技术还提供了BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜途径关键基因表达中的应用。上述应用中，所述BpbHLH9蛋白质是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。本专利技术的另一个目的是提供与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料。本专利技术提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类化合物合成中的应用。本专利技术还提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物合成中的应用。本专利技术还提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类化合物含量中的应用。本专利技术还提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物含量中的应用。本专利技术还提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜途径关键基因表达中的应用。本专利技术还提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在培育三萜类化合物含量提高的转基因植物中的应用。本专利技术还提供了与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在培育三萜类化合物含量提高和/或三萜类前体化合物含量提高的转基因微生物中的应用。上述应用中，所述与BpbHLH9蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码BpbHLH9蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。上述应用中，B1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1第69-1208位所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码BpbHLH9蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码BpbHLH9蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。本专利技术还有一个目的是提供一种培育三萜类化合物含量提高的转基因植物的方法。本专利技术提供的培育三萜类化合物含量提高的转基因植物的方法包括提高受体植物中BpbHLH9蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的三萜类化合物含量高于所述受体植物。上述方法中，所述提高受体植物中BpbHLH9蛋白质的含量和/或活性的方法为在受体植物中过表达BpbHLH9蛋白质；所述过表达的方法为将BpbHLH9蛋白质的编码基因导入受体植物中；所述BpbHLH9蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列1第69-1208位所示的DNA分子。在本专利技术的具体实施例中，所述BpbHLH9蛋白质的编码基因是通过表达载体pCAMBIA1303-BpbHLH9导入受体植物中，所述表达载体pCAMBIA1303-BpbHLH9为将序列1第67-1205位所示的BpbHLH9核苷酸序列插入载体pCAMBIA1303(宝生物，产品目录号为VT1844)的Nco1酶切位点间，且保持pCAMBIA1303载体的其他序列不变得到的载体。上述方法中，所述植物为含有三萜类化合物合成途径的植物，所述含有三萜类化合物合成途径的植物具体可为白桦BetulaplatyphyllaSuk.。本专利技术的最后一个目的是提供一种培育三萜类化合物含量提高和/或三萜类前体化合物含量提高的转基因微生物的方法。本专利技术提供的培育三萜类化合物含量提高和/或三萜类前体化合物含量提高的转基因微生物的方法包括在受体微生物中过表达BpbHLH9蛋白质和/或BpSS蛋白质，得到转基因微生物的步骤；所述转基因微生物的三萜类化合物含量和/或三萜类前体化合物含量高于所述受体微生物。上述方法中，所述过表达的方法为将BpbHLH9蛋白质和/或BpSS蛋白质的编码基因导入受体微生物中；所述BpbHLH9蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列1第69-1208位所示的DNA分子；所述BpSS蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列3第53-1294位所示的DNA分子。在本专利技术的实施例中，所述BpbHLH9蛋白质的编码基因和BpSS蛋白质的编码基因是分别通过酵母表达载体pYES3-bHLH9和pYES2-SS导入受体微生物中；所述酵母表达载体pYES3-bHLH9为将序列1第24-1241位所示的BpbHLH9基因序列插入载本文档来自技高网...

【技术保护点】
BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类化合物合成中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物合成中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类化合物含量中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物含量中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜途径关键基因表达中的应用；或，所述BpbHLH9蛋白质是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类化合物合成中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物合成中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类化合物含量中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物含量中的应用；或，BpbHLH9蛋白质在调控植物和/或微生物三萜途径关键基因表达中的应用；或，所述BpbHLH9蛋白质是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。2.与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类化合物合成中的应用；或，与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物合成中的应用；或，与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类化合物含量中的应用；或，与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜类前体化合物含量中的应用；或，与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在调控植物和/或微生物三萜途径关键基因表达中的应用；或，与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料在培育三萜类化合物含量提高的转基因植物中的应用；或，权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的相关生物材料在培育三萜类化合物含量提高和/或三萜类前体化合物含量提高的转基因微生物中的应用；所述与权利要求1中所述的BpbHLH9蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码BpbHLH9蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹静，詹亚光，李欣，肖佳雷，张梦岩，李影，常存，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23