【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物技术育种领域，具体涉及imp合成代谢基因在坛紫菜育种中的应用。
技术介绍
1、海藻与人类生产活动密切相关，因其丰富的营养物质，在食品和医药中的应用历史久远。风味是影响海藻在食品、医药领域中应用的主要因素之一，也是其深受消费者喜爱的最主要原因。食品的风味主要由气味和滋味组成，气味是指具有挥发性的化合物，滋味是不具有挥发性的呈味物质，主要包括游离氨基酸、核苷酸、有机碱等。不同海藻呈味物质的组成和含量有较大差异，而这也是它们具有不同特征滋味的主要原因，如何提升海藻中宜人的气味，是开发藻类食品需要考虑的关键，也是决定海藻产品优劣的主要因素，对藻类在食品行业中的应用推广具有重要的意义。
2、呈味核苷酸对海藻的风味起着至关重要的作用。由于核苷酸味道阈值(临界含量)普遍较低，即在很低的浓度下就能有良好风味呈现，能大大增强海藻的鲜味，其含量水平是衡量产品鲜度的特征之一。有研究报道，呈味核苷酸与其他鲜味剂具有协同增效作用(郇思琪,刘登勇,王笑丹等.食品中呈鲜味物质研究进展[j].食品工业科技,2020,41(21):333-339.)，二者相混合的鲜味可提高数倍至数十倍，降低鲜味阈值。如imp、gmp的鲜味阈值分别为0.025％，0.0125％，但当它们等量混合时，鲜味阈值降低为0.0063％；谷氨酸钠分别与imp、gmp按1：1比例配合使用时鲜味强度各自增加8倍和30倍。同时，呈味核苷酸对甜味、肉味、醇厚感有增效作用，对酸味、苦味、腥味、焦味等不良风味有消除或抑制作用(沈浥.调味品中呈味核苷酸的研究进展和我国标准化
3、如何提高海藻食品的风味是本领域需要解决的关键技术问题。
4、中国专利申请202111633448.3公开了一种鲜味物质丰富的重组条斑紫菜藻株及构建方法与应用；将条斑紫菜内源性nyampd基因完整的cds插入转化载体中，而后导入条斑紫菜野生藻株中，即获得鲜味物质丰富的重组条斑紫菜藻株；所述鲜味物质丰富的重组条斑紫菜藻株是通过遗传转化实现nyampd在条斑紫菜藻株中的过表达，使重组后藻株的imp含量得到显著提升，同时生长速度也显著加快，具有重要的经济价值。
5、美国专利申请201916383086公开了一种转基因生物体，该生物体可提供多种健康益处，但也具有改进的风味特征和对该生物体的消费者更可口的香气；所述生物体可以是藻类，包括螺旋藻和其他藻类。
6、目前本领域仍然需要更多的提高海藻食品风味的方法和技术。
技术实现思路
1、针对以上不足，本专利技术提供了imp合成代谢基因在坛紫菜中的应用，本专利技术通过坛紫菜中呈味核苷酸imp合成代谢机制的研究，发现不同海藻中imp、xmp、gmp和amp合成代谢的差异，为研究呈味核苷酸的合成代谢过程及坛紫菜的生长和发育提供了理论基础。
2、大型海藻含有丰富的核苷酸类物质，以坛紫菜为例(表1)(曹荣,胡梦月,谭志军等.基于电子舌和气相色谱-离子迁移谱分析坛紫菜与条斑紫菜的风味特征[j].食品科学,2021,42(08):186-191)。
3、表1紫菜中呈味核苷酸含量(mg/100g)
4、
5、imp是肌苷酸(又称次黄嘌呤核苷酸，属于芳香杂环化合物，由6-羟基嘌呤核的杂环结构、一个核糖基团和一分子磷酸基组成)，其可进一步代谢为xmp、gmp和amp。imp的合成有“从头合成”和“再生”两条途径。prpp是核苷酸合成的起始物质，由5-磷酸核糖与atp在磷酸核糖焦磷酸激酶(也称prpp合成酶：prps)催化下生成，相当于磷酸核糖的活化形式。从头合成过程共10步反应，可分为两个阶段。第一阶段：由5-磷酸核糖焦磷酸prpp与谷氨酰胺反应生成5-磷酸核糖胺，再与甘氨酸结合，经甲酰化和转移谷氨酰胺的氮原子，然后闭环生成5-氨基咪唑核苷酸，至此形成了嘌呤的咪唑环；第二阶段：由5-氨基咪唑核苷酸羧化，进一步获得天冬氨酸的氨基，再甲酰化，最后脱水闭环生成次黄嘌呤核苷酸。而再生途径是次黄嘌呤和prpp在次黄嘌呤磷酸核糖转移酶的作用下形成imp。(nucleotides:biosynthesisand catabolism biochemistry topics,nucleic acid biochemistry.[eb/ol].[2023-6-8].https://themedicalbiochemistrypage.org/nucleotides-biosynthesis-catabolism/；kegg，https://www.genome.jp/pathway/map00230+k00948)。
6、明确参与imp合成代谢途径的酶在坛紫菜imp合成中的作用至关重要，也对如何改善大型海藻风味提供了新的方法和应用。
7、为了实现上述技术目的，本专利技术所提供的技术方案如下所示：
8、在一个方面，本专利技术提供了imp合成代谢基因在坛紫菜中的应用。
9、在又一方面，本专利技术提供了imp合成代谢基因在提高坛紫菜的imp、xmp、gmp和amp含量进而增强和改善坛紫菜风味的应用。
10、在一个实施方案中，所述imp合成代谢基因包括，但不限于prps、ppat、purd、gart、purm、purl、paics、purc、purb、purp、purh、puro、ampd、impdh、adss、gmps、aprt、adk、adaes、xo、xdh、gah、pnpase、gmpr、guk、apyrase、ndpase、ndk、rtpr、nrdd、dgt、ampase和hprt。
11、在一个优选的实施方案中，purd、gart和purm为purd/gart/purm融合基因。
12、在一个优选的实施方案中，purh和puro为purh/puro融合基因。
13、在一个优选的实施方案中，所述imp合成代谢基因可以为purd-gart-purm、purh/puro、ampd、hprt、aprt。
14本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.IMP合成代谢基因在坛紫菜育种中的应用。
2.IMP合成代谢基因在提高坛紫菜的IMP、XMP、GMP和AMP含量中的应用。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述IMP合成代谢基因包括PRPS、PPAT、PurD、GART、PurM、PurL、PAICS、PurC、PurB、PurP、PurH、PurO、AMPD、IMPDH、ADSS、GMPS、APRT、ADK、Adaes、XO、XDH、GAH、PNPase、GMPR、GUK、Apyrase、NDPase、Ndk、rtpR、nrdD、Dgt、AMPase和HPRT。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述PurD、GART和PurM为PurD-GART-PurM融合基因。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述PurH和PurO为PurH/PurO融合基因。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述IMP合成代谢基因为PurD-GART-PurM、PurH/PurO、AMPD、HPRT或APRT。
7.根据权利要求1-6
8.一种制备具有提高的IMP、XMP、GMP和AMP含量的坛紫菜育种的方法，其特征在于，所述方法包括获得与野生型坛紫菜相比具有提高的IMP合成代谢相关基因表达或其表达产物的坛紫菜转基因株系。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述提高的IMP合成代谢相关基因表达或其表达产物通过转基因或基因编辑将IMP合成代谢相关基因的核酸序列导入目的宿主细胞中实现。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述IMP合成代谢基因包括PRPS、PPAT、PurD、GART、PurM、PurL、PAICS、PurC、PurB、PurP、PurH、PurO、AMPD、IMPDH、ADSS、GMPS、APRT、ADK、Adaes、XO、XDH、GAH、PNPase、GMPR、GUK、Apyrase、NDPase、Ndk、rtpR、nrdD、Dgt、AMPase和HPRT；
...【技术特征摘要】
1.imp合成代谢基因在坛紫菜育种中的应用。
2.imp合成代谢基因在提高坛紫菜的imp、xmp、gmp和amp含量中的应用。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述imp合成代谢基因包括prps、ppat、purd、gart、purm、purl、paics、purc、purb、purp、purh、puro、ampd、impdh、adss、gmps、aprt、adk、adaes、xo、xdh、gah、pnpase、gmpr、guk、apyrase、ndpase、ndk、rtpr、nrdd、dgt、ampase和hprt。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述purd、gart和purm为purd-gart-purm融合基因。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述purh和puro为purh/puro融合基因。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述imp合成代谢基因为purd-gart-purm、purh/puro、ampd、hprt或a...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，谢潮添，茅云翔，贾旭利，刘红兵，赖艺畅，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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