含有黄酮及二甲花翠素的月季及其生产方法技术

本发明专利技术提供以通过基因重组的方法而含有黄酮及二甲花翠素为特征的月季。具体为，该黄酮及二甲花翠素典型的是分别通过导入的黄酮合成酶基因、以及来自三色堇的类黄酮３′，５′－羟化酶基因及花色素苷的甲基转移酶基因的表达而生成。所述黄酮合成酶基因例如为来自玄参科的黄酮合成酶基因，作为具体实例，为来自玄参科金鱼草的黄酮合成酶基因及来自玄参科蝴蝶草的黄酮合成酶基因。此外，类黄酮３′，５′－羟化酶基因例如为来自三色堇的类黄酮３′，５′－羟化酶基因。且花色素苷的甲基转移酶基因例如为来自玄参科蝴蝶草的甲基转移酶基因。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及人为地含有黄酮(flavone)及二甲花翠素(malvidin)的月 季(a :rose)。本专利技术涉及通过用基因操作含有黄酮及二甲花翠素所产生的 辅色作用(co-pigmentation effect)来改变月季花色的方法，特别是使花 色向蓝色方向变化的方法。
技术介绍
花是植物的生殖器官，是为了产生作为下一代的种子所必需的。为了 形成种子，花粉必须附着在雌蕊上进行受精。通常花粉的搬运由蜜蜂、蝴 蝶等昆虫、蜂鸟、偶尔由蝙蝠来执行。花瓣的作用是引诱这些传播花粉的 生物，植物也因此而设法改变花色、形状、图案。在鉴赏花时，花色是花卉的最重要的性状，所以从古至今各种颜色的 花都是通过杂交来育种。但是，很少有一个植物种的花具有所有的颜色， 例如通过杂交培育的月季(rose(Rosa hybrida))、康乃馨(carnation(Dian thus caxyophyllus))、菊花(chrysanthemum(Chrysanthemum morifolium) )、百合(lily(Lilium印p.))等中没有从紫到蓝的品种，花菖蒲(Japanese garden iris(Iris ensata thumb.))、龙月旦(gentian(Gentiana triflora ))中没有鲜红色的品种。在花色中，从淡黄色到红色、蓝色大多来自类黄酮(flavonoid)及 花色素苷(anthocyanin)(属于类黄酮中的有色糖苷)。类黄酮是植物的代 表性次级代谢产物，如以下所示，具有C6C3C6的基本骨架，由苯丙氨酸和 丙二酰CoA合成。根据C环的氧化状态，分为黄酮、黄酮醇(flavonol)等。5花青素 花葵素 花翠素山奈黄素 芹菜素OH 0 OH 0糊皮素 木犀草素类黄酮或吸收紫外线，或除去自由基，所以认为其原本担负保护植物 体免受各种胁迫的功能。并且近年来作为有益健康的成份受到了关注(参照Harbo潔and Williams 2000 Phytochemistry 55， 481-504)。已知有色的花色素苷中有数百种分子，但如下所示，作为其发色团的花色素(anthocyanidin)中通常有以下6种，即(1)从橙黄色到红色的花 中较多的花葵素(pelargonidin)、 (2)从红色到鲜红色的花中较多的花青 素(cyanidin)及甲基花青素(peonidin)、以及(3)从紫色到蓝色的花中较 多的花翠素(delphinidin)、甲花翠素(petimidin)及二甲花翠素 (malvidin)。花色素苷的结构对其颜色影响很大。花色素苷的B环的羟基数量增加时 蓝色增加。因此，花翠素型花色素苷比花葵素型花色素苷、花青素型花色 素苷更蓝。包含花色素苷的类黄酮的生物合成，己超越了植物的种类而得 到很好地保留。类黄酮在细胞质中进行生物合成，在附加糖、酰基后，被 输送到液胞内积累起来(参照Tanaka et al. 2005 Plant Cell, Tissue a nd Organ Culture 80, 1-24、及Tarmka and Brugliera 2006 Ainsworth 编、Flowering and its manipulation、 pp. 201-239， Blackwell Publish ing Ltd.)。与生物合成相关的酶的结构基因已被全部克隆。如果能够培育出重组 植物，通过人为地调整这些基因的表达，则可改变在花中积累的类黄酮的、0H花翠素花葵素、0 卵花青素m 如结构和量，可改变花色(参照Tanaka et al. 2005 Plant Cell, Tissue an d ■ Organ Culture 80, 1-24、及Tanaka and Brugliera 2006 Ainsworth 编、Flowering and its manipulation、 pp. 201-239， Blackwell Publish ing Ltd.)。例如有以下实例，在花瓣中不能产生花翠素的康乃馨、月季中 ，为了合成花翠素，通过使必需的类黄酮3'，5'—羟化酶(以下略称为"F3 '5'H")基因表达来产生花翠素，从而培育出了自然界中没有的蓝色的花( 参照Tanaka 2006 Phytochemistry Reviews 5, 283-291)。有时将这样人为地改变植物代谢的方法称为代谢工程学。为了改变代谢 ，使目的产物积累，虽然可以使产生目的产物的酶基因在重组植物中表达 ，但由于经常与植物自身携带的内源性酶发生竞争，因此完全或几乎不产 生目的物质的积累，大多还不具有产业上有用的性状。例如矮牵牛(Petunia hybrida)，因为其二氢黄酮醇还原酶(以下略称 为"DFR"。)的特异性而不能积累花葵素，因此不存在天然的橙黄色的花色 的品种。虽然已报道了通过导入月季等的DFR基因使花葵素积累的橙黄色 的矮牵牛，但为了使花葵素积累，必须使用与DFR发生竞争的类黄酮3'-羟 化酶(以下略称"F3，H")、 F3，5，H、黄酮醇合成酶(以下略称"FLS")的 基因缺损的矮牵牛品种，在这些基因未缺损的矮牵牛中即使导入月季的DFR 基因，也看不出表达型的变化(参照Tanaka and Brugliera 2006 Ainswor th编、Flowering and its manipulation、 pp. 201-239， Blackwell Publ ishing Ltd.)。因此，仅仅通过导入目的基因，不能预测目的化合物是否 积累，是否出现表达型。进而，在代谢工程学中也会经常出现预料之外的结果。例如抑制黄酮 合成酶基因在蝴蝶草(Torenia hybrida)中的表达时，结果发现黄酮量减少 ，黄垸酮(flavanone)有积累。如果黄垸酮积累那么花色素苷的量应该增加 ，但是实际上花色素苷的量也减少了 (Ueyama et al. Plant Science, 16 3， 253-263， 2002)。这样预测代谢物的增减很困难，为了获得目的表达型 还必须进行研究。花色素苷在结合的芳香族酰基的数量增多时，因分子内辅色作用而变 蓝。具有2个以上芳香族酰基的花色素苷被称为聚酰基化花色素苷，呈现稳定的蓝色(参照Harborne and Williams 2000 phytochemistry 55，抓-5 04)。除了根据作为必须色素的花色素苷色素本身的结构外，还根据共存的 类黄酮(也称为辅色素)、金属离子、液胞的pH等使花的颜色发生变化。例 如黄酮、黄酮醇是代表性的辅色素，通过与花色素苷重叠成三明治的形状 ，具有使花色素苷变蓝，看起来更深的效果(参照Goto (1987) Prog. Che m. Org. Natl. Prod. 52)。在这一点上，可以说黄酮是无色的辅助色素成 分。例如作为黄酮的一种的异牡荆黄素(isovitexin)，在花菖蒲(J即anes e gardeniris(Iris ensata Thunb.))中对花色素苷发挥辅色作用，使颜色 变蓝。此外还显示，异牡荆黄素通过使花色素苷稳定，从而使花菖蒲的花 色稳定(参照Yabuya et al.本文档来自技高网...

【技术保护点】
月季，其特征在于，通过基因重组方法而含有黄酮及二甲花翠素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中良和，胜元幸久，福井祐子，水谷正子，中村典子，户上纯一，
申请(专利权)人：国际花卉开发有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]