来自荞麦的C-糖苷化酶基因及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种具有蓝色系花色的转化植物或其自繁或者杂交后代，或者它们的营养繁殖体、植物体的一部分、组织或细胞。本发明专利技术通过将来自荞麦的C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自荞麦的C
‑
糖苷化酶基因及其应用


[0001]本专利技术涉及来自荞麦的C
‑
糖苷化酶(CGT)基因或其同源基因，及包含使用这些而使花翠素型花色素苷(Anthocyanin)与黄酮单
‑
C
‑
糖苷在植物的细胞内共存的工序的用于制作具有蓝色系花色的转化植物的方法。

技术介绍

[0002]蔷薇、菊花、康乃馨等为世界性产业上重要的花卉。尤其蔷薇为最受欢迎的花卉植物，有从公元前开始就已经进行栽培的记录，跨越数百年经历了人为的品种改良。然而，由于在可杂交的近缘种中没有蓝色系的花色的野生种等问题，在以往的杂交育种、突变育种中制作具有蓝色系花色的蔷薇品种存在困难。全新的蓝色系花色的创造，伴随花卉的利用场合的扩大而唤起的新需要，且关系到生产或消费的扩大。于是，尝试了通过基因工程的方法创造具有蓝色系花色的蔷薇。
[0003]例如，已知在由紫色至蓝色的花中，富含以花翠素、矮牵牛素及二甲花翠素为骨架的花翠素型花色素苷，然而由于蔷薇等花卉无法生产这样的花翠素型花色素苷，因此正在进行通过使他们的合成所必需的类黄酮3
’
,5
’‑
羟化酶基因表达，而人为地生产花翠素的研究(非专利文献1)。然而，即使为了在转基因植物中使生产目标物质的酶基因进行表达而人为地改变植物的代谢，但多数情况下目标物质的累积完全或者几乎不发生。
[0004]进一步，花色除了根据花色素苷自身的结构，还根据共存的类黄酮(称作辅色素)或金属离子、液泡的pH等而变化。黄酮或黄酮醇为代表性的辅色素，通过与花色素苷堆积成三明治状，具有使花色素苷变蓝，看起来浓的效果(非专利文献2)。已知这是辅色素效果。尤其已知黄酮表现出强辅色素效果，例如报告称在转基因康乃馨的分析中黄酮表现出显著的辅色素效果(非专利文献3)。此外，报告称在荷兰鸢尾中，相对于总花翠素量的总黄酮量的比越高越表现出辅色素效果，颜色越蓝(非专利文献4)。
[0005]然而，并不是所有的植物都能够生产黄酮，蔷薇或矮牵牛等并不累积黄酮。从而，正在进行使编码具有由黄烷酮合成黄酮的活性的蛋白质的基因在这样的植物中表达进而改变花色的尝试(专利文献1)。
[0006]此外，已知在植物中，黄酮除游离状态以外还以糖苷的形式分布，主要生成黄酮O
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糖苷和黄酮C
‑
糖苷，特别是黄酮C
‑
糖苷表现出强辅色素效果。例如，报告称作为黄酮C
‑
糖苷的一种的异牡荆素，在花菖蒲(Iris ensata Thunb.)中对于花色素苷表现出辅色素效果，通过对花色素苷进行稳定化，可使花色蓝色化(非专利文献5)。作为黄酮C
‑
糖苷的生物合成路径之一，已知通过黄烷酮2
‑
羟化酶(F2H)及C
‑
糖苷化酶(CGT)、脱水酶(FDH)催化的反应由黄烷酮合成(非专利文献6)。
[0007]至今为止报告了将来自风铃草的F3
’5’
H基因和来自蓝猪耳的MT基因、来自甘草的F2H基因、来自稻子的CGT基因、来自百脉根的FDH基因导入，通过使花翠素型花色素苷与黄酮C
‑
糖苷在植物细胞内共存，从而制作具有蓝色系花色的蔷薇(专利文献2)。然而，这样制作的蔷薇系统的花色有强烈的发红的倾向，从而依然期望开发用于可制作均匀且稳定地具
有更蓝的花色的蔷薇的蓝色表达控制技术。
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2000
‑
279182号公报
[0010]专利文献2：国际公开第2019/069946号
[0011]专利文献3：国际公开第2008/156206号
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1：Phytochemistry Reviews 5,283
‑
291
[0014]非专利文献2：Prog.Chem.Org.Natl.Prod.52
[0015]非专利文献3：Phytochemistry,63,15
‑
23(2003)
[0016]非专利文献4：Plant Physiol.Bioch.72,116
‑
124(2013)
[0017]非专利文献5：Euphytica 115,1
‑
5(2000)
[0018]非专利文献6：FEBS Lett.589,182
‑
187(2015)

技术实现思路

[0019]本专利技术所要解决的课题在于，通过查明花色中发红的原因，而制作均匀且稳定地具有蓝色系花色(RHS色谱标准第5版：Violet
‑
Blue组/Blue组且/或色相角度：339.7
°
～270.0
°
)的转化植物。
[0020]本申请专利技术者等，为了解决上述课题进行了深入研究，重复进行试验，结果发现，发红的原因在于黄酮二
‑
C
‑
糖苷，就与花翠素型花色素苷的辅色素效果而言，黄酮单
‑
C
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糖苷显著高于黄酮二
‑
C
‑
糖苷。进一步，本申请专利技术者等，在各种CGT基因之中，通过导入来自荞麦的CGT基因，成功地在植物的花瓣中，仅使黄酮单
‑
C
‑
糖苷显著累积。基于这样的见识，从而完成了本专利技术。
[0021]本专利技术如下所示。
[0022][1]一种来自荞麦的CGT基因或其同源基因，其为来自荞麦的C
‑
糖苷化酶，即CGT基因或其同源基因，其特征在于，所述来自荞麦的CGT基因或其同源基因选自：
[0023](1
‑
a)由序列号11的碱基序列构成的多聚核苷酸；
[0024](1
‑
b)在严谨条件下与由与序列号11的碱基序列互补的碱基序列构成的多聚核苷酸进行杂交，且与(1
‑
a)中记载的多聚核苷酸具有同样活性的多聚核苷酸；
[0025](1
‑
c)编码由序列号12的氨基酸序列构成的蛋白质的多聚核苷酸。
[0026][2]根据1所述的来自荞麦的CGT基因或其同源基因，其特征在于，附加有来自拟南芥ADH基因的非翻译区域(5
’‑
UTR)，即序列号15，或来自拟南芥HSPRO基因的非翻译区域(5
’‑
UTR)，即序列号13。
[0027][3]一种载体，其为含有来自荞麦的CGT基因或其同源基因的载体，其特征在于，所述来自荞麦的CGT基因或其同源基因选自：
[0028](1
‑
a)由序列号11的碱基序列构成的多聚核苷酸；
[0029](1
‑
b)在严谨条件下与由与序列号11的碱基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种来自荞麦的CGT基因或其同源基因，其为来自荞麦的C
‑
糖苷化酶，即CGT基因或其同源基因，其特征在于，所述来自荞麦的CGT基因或其同源基因选自：(1
‑
a)由序列号11的碱基序列构成的多聚核苷酸；(1
‑
b)在严谨条件下与由与序列号11的碱基序列互补的碱基序列构成的多聚核苷酸进行杂交，且与(1
‑
a)中记载的多聚核苷酸具有同样活性的多聚核苷酸。2.根据权利要求1所述的来自荞麦的CGT基因或其同源基因，其特征在于，附加有来自拟南芥ADH基因的非翻译区域(5
’‑
UTR)，即序列号15，或来自拟南芥HSPRO基因的非翻译区域(5
’‑
UTR)，即序列号13。3.一种载体，其为含有来自荞麦的CGT基因或其同源基因的载体，其特征在于，所述来自荞麦的CGT基因或其同源基因选自：(1
‑
a)由序列号11的碱基序列构成的多聚核苷酸；(1
‑
b)在严谨条件下与由与序列号11的碱基序列互补的碱基序列构成的多聚核苷酸进行杂交，且与(1
‑
a)中记载的多聚核苷酸具有同样活性的多聚核苷酸；(1
‑
c)编码由序列号12的氨基酸序列构成的蛋白质的多聚核苷酸；(1
‑
d)编码由在序列号12的氨基酸序列中，1个或多个氨基酸缺失、取代、插入及/或附加而得的氨基酸序列构成，且与(1
‑
c)中记载的多聚核苷酸所编码的蛋白质具有同样活性的蛋白质的多聚核苷酸；(1
‑
e)编码具有相对于序列号12的氨基酸序列具有90％以上的一致性的氨基酸序列，且与(1
‑
c)中记载的多聚核苷酸所编码的蛋白质具有同样活性的蛋白质的多聚核苷酸。4.根据权利要求3所述的载体，其特征在于，在所述来自荞麦的CGT基因或其同源基因上附加有来自拟南芥ADH基因的非翻译区域(5
’‑
UTR)，即序列号15，或来自拟南芥HSPRO基因的非翻译区域(5
’‑
UTR)，即序列号13。5.根据权利要求3或4所述的载体，其特征在于，进一步含有黄烷酮2
‑
羟化酶，即F2H基因或其同源基因，以及脱水酶，即FDH基因或其同源基因。6.根据权利要求5所述的载体，其特征在于，所述F2H基因或其同源基因选自：(2
‑
a)由序列号5的碱基序列构成的多聚核苷酸；(2
‑
b)在严谨条件下与由与序列号5的碱基序列互补的碱基序列构成的多聚核苷酸进行杂交，且与(2
‑
a)中记载的多聚核苷酸具有同样活性的多聚核苷酸；(2
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c)编码由序列号6的氨基酸序列构成的蛋白质的多聚核苷酸；(2
‑
d)编码由在序列号6的氨基酸序列中，1个或多个氨基酸缺失、取代、插入及/或附加而得的氨基酸序列构成，且与(2
‑
c)中记载的多聚核苷酸所编码的蛋白质具有同样活性的蛋白质的多聚核苷酸；(2
‑
e)编码具有相对于序列号6的氨基酸序列具有90％以上的一致性的氨基酸序列，且与(2
‑
c)中记载的多聚核苷酸所编码的蛋白质具有同样活性的蛋白质的多聚核苷酸，所述FDH基因或其同源基因选自：(3
‑
a)由序列号9的碱基序列构成的多聚核苷酸；(3
‑
b)在严谨条件下与由与序列号9的碱基序列互补的碱基序列构成的多聚核苷酸进行杂交，且与(3
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a)中记载的多聚核苷酸具有同样活性的多聚核苷酸；(3
‑
c)编码由序列号10的氨基酸序列构成的蛋白质的多聚核苷酸；
(3
‑
d)编码由在序列号10的氨基酸序列中，1个或多个氨基酸缺失、取代、插入及/或附加而得的氨基酸序列构成，且与(3
‑
c)中记载的多聚核苷酸所编码的蛋白质具有同样活性的蛋白质的多聚核苷酸；(3
‑
e)编码具有相对于序列号10的氨基酸序列具有90％以上的一致性的氨基酸序列，且与(3
‑
c)中记载的多聚核苷酸所编码的蛋白质具有同样活性的蛋白质的多聚核苷酸。7.根据权利要求3～6中任一项所述的载体，其特征在于，进一步含有类黄酮F3...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村典子，兴津奈央子，胜元幸久，
申请(专利权)人：三得利控股株式会社，
类型：发明
国别省市：