【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程，具体涉及sidir21蛋白及其编码基因在调控植物木脂素合成中的应用。
技术介绍
1、芝麻（ sesamum indicuml.）是重要而古老的油料作物之一，在我国已有2700年栽培历史。芝麻含有丰富的不饱和脂肪酸，人体必需氨基酸、钙、磷、铁等营养成分，富含芝麻素、维生素e和植物甾醇等多种生理活性物质，具有多种药理作用，如消炎杀菌、抗氧化、抗衰老、调节血脂等。自古以来，芝麻就被认为是养生保健的佳品。芝麻香油、芝麻酱、芝麻糊等深受消费者喜爱，是人民高质量生活不可或缺的特色调味品和休闲食品。
2、芝麻素和芝麻林素属于木脂素类化合物，主要在种子中积累。除了种子之外的其他组织也有芝麻素和芝麻林素的分布，但含量极低。研究表明，芝麻木脂素素具有多种药理作用，包括抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降胆固醇、降血糖、肝脏保护以及预防和缓解多种神经退行性疾病、中风和抑郁症等。
3、利用连锁分析和全基因组关联分析解析芝麻木脂素含量遗传变异的遗传基础已在多个研究中被报道。虽然定位到一批芝麻木脂素含量相关的qtl位点和候选基因，但对芝麻木脂素合成调控分子机制的了解仍十分有限。dirigent（dir）蛋白指导了苯丙素单体氧化偶联的位置选择和立体选择，直接决定了木脂素产物的化学构型和生理活性，是木脂素合成的关键蛋白。
4、但能促进芝麻木脂素合成的dir基因尚未见报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提
2、在第一方面，本专利技术提供了sidir21蛋白在调控植物木脂素合成中的应用，sidir21蛋白选自如下任一所示的蛋白质：a1）氨基酸序列如seq id no: 2所示的蛋白质；a2）将如seq id no: 2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的变化得到的具有相同功能的蛋白质，其中，变化选自取代、缺失、添加中的至少一种；a3）与a1）-a2）中任一项所限定的氨基酸序列具有90%以上（例如90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%）序列同一性并且具有相同功能的蛋白质。
3、本专利技术提供的上述sidir21蛋白可以是天然、重组或合成的活性多肽，该活性多肽可以是天然纯化的产物、化学合成的产物，或是使用重组技术从原核宿主（例如大肠杆菌）或真核宿主（例如酵母、高等植物）中产生的产物。
4、在第二方面，本专利技术提供了编码sidir21蛋白的核酸分子在调控植物木脂素合成中的应用，核酸分子选自如下任一所示的核酸分子：b1）具有如seq id no: 1所示的核苷酸序列的核酸分子；b2）与b1）限定的核酸分子在严格条件下杂交且编码上述sidir21蛋白的核酸分子；b3）与b1）或b2）限定的核酸分子具有90%以上（例如90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%）的序列同一性且编码上述sidir21蛋白的核酸分子。
5、本专利技术提供的上述核酸分子通常可以通过pcr扩增或人工合成的方法获得。
6、如本文所用，术语“在严格条件下杂交”是指两个核酸分子片段在如sambrook等的分子克隆：实验手册(1989)(冷泉巷实验室出版，纽约，美国)的“大肠杆菌中克隆基因的表达”一节里所述的标准杂交条件下互相杂交。这样的条件如在45℃的6.0×ssc中杂交，然后在50℃的2×ssc中进行洗涤的步骤。为了选择严格性，可以例如在用于低严格性的50℃下的2.0×ssc和用于高严格性50℃下的2.0×ssc之间选择洗涤步骤中的盐浓度。另外，洗涤步骤中温度可在用于低严格性的约22℃的室温和用于高严格性的65℃之间变化。
7、如本文所用，术语“序列同一性”可以用肉眼或计算机软件（比如ausubel et al.eds.（2007）在current protocols in molecular biology中所述的软件程序）进行评价。当被比较的序列中的位置被相同的碱基或氨基酸占据时，则分子在该位置是同一的。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。多聚核苷酸序列或氨基酸序列与另一序列具有一定百分比（例如90%、95%、98%或者99%）的“序列同一性”是指当序列比对时，所比较的两个序列中该百分比的碱基或氨基酸相同。
8、在第三方面，本专利技术提供了包含上述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系在调控植物木脂素合成中的应用。
9、本专利技术中的重组载体包括克隆载体和表达载体，克隆载体用于复制相关序列，表达载体用于表达相关基因。重组细胞的制备方法包括将上述重组载体转化至表达宿主细胞中的步骤。
10、在一些实施方案中，调控植物木脂素合成包括：提高植物木脂素的含量。
11、在一些实施方案中，提高植物木脂素的含量具体包括：s1、构建包含上述核酸分子的过表达载体，然后转入农杆菌感受态细胞中，得到重组菌；s2、使用所述重组菌侵染植物子叶外植体，并且诱导外植体增殖分化，得到芝麻素含量提高的植物毛状根。
12、在一些实施方案中，步骤s1中，过表达载体的构建具体包括：扩增上述核酸分子的核苷酸序列，并与线性化植物过表达载体进行连接，得到过表达载体。
13、在一些实施方案中，扩增核酸分子的引物序列如seq id no: 7-8所示。
14、在一些实施方案中，植物过表达载体为pcambia1301s。
15、需要说明的是，植物过表达载体可以选择现有技术中常见的过表达载体，优选为pcambia1301s。
16、在一些实施方案中，植物包括芝麻。
17、需要说明的是，植物可以选择现有技术中常见的植物，优选为芝麻。
18、在一些实施方案中，木脂素包括芝麻素和/或芝麻林素。
19、本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术首次报道了 sidir21基因在植物木脂素合成中的功能与应用，通过构建 sidir21基因过表达载体，使其在芝麻毛状根的过量表达，验证了转基因芝麻毛状根中sidir21蛋白能够提高芝麻中芝麻素和芝麻林素含量，这对解析芝麻素含量遗传调控机制，培育高木脂素芝麻新品种，提升芝麻营养品质具有重要意义。
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1. SiDIR21蛋白在调控植物木脂素合成中的应用，其特征在于，所述SiDIR21蛋白选自如下任一所示的蛋白质：
2.编码SiDIR21蛋白的核酸分子在调控植物木脂素合成中的应用，其特征在于，所述核酸分子选自如下任一所示的核酸分子：
3.包含权利要求2中所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系在调控植物木脂素合成中的应用。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的应用，其特征在于，所述调控植物木脂素合成包括：提高植物木脂素的含量。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述提高植物木脂素的含量具体包括：
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤S1中，过表达载体的构建具体包括：扩增权利要求2中所述核酸分子的核苷酸序列，并与线性化植物过表达载体进行连接，得到过表达载体。
7. 根据权利要求6所述的应用，其特征在于，扩增所述核酸分子的引物序列如SEQ IDNO: 7-8所示。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述植物过表达载体为pCAMBIA1301S。
9.
10.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述木脂素包括芝麻素和/或芝麻林素。
...【技术特征摘要】
1. sidir21蛋白在调控植物木脂素合成中的应用，其特征在于，所述sidir21蛋白选自如下任一所示的蛋白质：
2.编码sidir21蛋白的核酸分子在调控植物木脂素合成中的应用，其特征在于，所述核酸分子选自如下任一所示的核酸分子：
3.包含权利要求2中所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系在调控植物木脂素合成中的应用。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的应用，其特征在于，所述调控植物木脂素合成包括：提高植物木脂素的含量。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述提高植物木脂素的含量具体包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：游均，王林海，胡凤铎，周江龙，周瑢，
申请(专利权)人：中国农业科学院油料作物研究所，
类型：发明
国别省市：
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