本發(fā)明專利技術(shù)涉及花色苷3′位的酰化方法，其利用使芳香族酰基轉(zhuǎn)移到花色苷3′位糖上的酶或編碼該酶的基因。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及下述使花色苷變得更藍且更穩(wěn)定的方法，其利用使芳香族酰基轉(zhuǎn)移到花色苷3'位上的酶或編碼該酶的基因，其可在花色苷色素的改變和穩(wěn)定化、進而在花色的改變和穩(wěn)定化上得到利用。更具體而言，涉及利用來自以龍膽(Gentiana triflora var.japonica)為代表的植物的花色苷3'位芳香族酰基轉(zhuǎn)移酶或編碼該酶的cDNA使花色呈現(xiàn)藍色并穩(wěn)定化的方法。此外，本專利技術(shù)還涉及下述使花色苷變得更藍且更穩(wěn)定的方法，其利用具有使芳香 族酰基轉(zhuǎn)移到花色苷多個位置糖上的活性的單一酶或編碼該酶的基因，其可在花色苷色素的改變和穩(wěn)定化、進而在花色的改變和穩(wěn)定化上得到利用。
技術(shù)介紹
花卉產(chǎn)業(yè)致力于各種新品種的開發(fā)。改變花色作為培育新品種的有效方法之一，利用傳統(tǒng)的育種方法，幾乎在所有的商業(yè)品種中均培育出呈現(xiàn)各種花色的品種。但是，在以往的育種方法中，因各個種的基因庫受到限制，所以單一種具有廣泛花色品種的情況很罕見。花色主要來源于兩類色素，即類黃酮和類胡蘿卜素。類黃酮主要呈現(xiàn)從黃色到紅色或藍色的較廣范圍花色，而類胡蘿卜素主要呈現(xiàn)橙色或黃色的色調(diào)。類黃酮中主要控制花色的是總稱為花色苷的一類化合物。花色苷的發(fā)色團是花色素，主要的花色素有花葵素、花青素、花翠素。已知植物中存在多種花色苷，其多樣性是花色多樣性的原因之一。已鑒定出數(shù)百種花色苷的結(jié)構(gòu)，幾乎所有花色苷的3位輕基均被糖修飾(Harbone, in TheFlavonoids:565, 1986)0關(guān)于花色苷的生物合成途徑，到3位糖苷化合物的生物合成為止，在幾乎所有的種子植物中均相同(Holton et al.，Plant Cell7:1071，1995)，之后，進行種和品種特異性糖苷化、酰化、甲基化等各種修飾。品種的修飾類型的不同是花色苷多樣性即花色五顏六色的原因之一。通常，修飾花色苷的芳香族酰基越多，花色苷越穩(wěn)定、越藍(Harbone，inThe Flavonoids:565, 1986 ;齊藤規(guī)夫，蛋白質(zhì)核酸酶(日文原文蛋白質(zhì)核酸酵素)47 202，2002)。此外，上述花色苷與金屬的復(fù)合物的形成、黃酮醇和黃酮等類黃酮化合物的共色效應(yīng)(co-pigmentation)、局部存在花色苷的液泡的pH等均對花色產(chǎn)生影響(Forkmann, Plant Breeding 106:1,1991)。關(guān)于包含花色素的類黃酮的生物合成，正處于詳細(xì)研究階段。參與花色苷合成的酶的基因已全部被克隆，它們的轉(zhuǎn)錄因子的基因也已獲得。因此，通過人為改變這些基因的表達，可以改變花中積累的類黃酮的結(jié)構(gòu)和量，改變花色。通過分子生物學(xué)方法和向植物導(dǎo)入基因來改變花色苷結(jié)構(gòu)、改變花色的例子已見諸報道(Forkmann G&Martens S (2001). Curr Opin. Biotechnolgy, 12:155-160TanakaY&Mason J(2003)In:Singh RP&Jaiwal PK(ed.)Plant genetic engineering, pp 361-385.SCI tech publishing, Houston)。作為使花色呈現(xiàn)藍色的方法之一，可以考慮增加花色苷B環(huán)的羥基數(shù)。催化花色苷3'位羥化反應(yīng)的酶(類黃酮3'-羥化酶F3' H)和催化花色苷3'位和5’位羥化反應(yīng)的酶(類黃酮3'，5’_羥化酶F3' 5’H)在改變花色上很重要。大體而言，花葵素(B環(huán)有一個羥基)多存在于橙色到紅色的花中，花青素(B環(huán)有兩個羥基)多存在于紅色到深紅色的花中，花翠素(B環(huán)有三個羥基)多存在于紫色到藍色的花中。多數(shù)情況下，沒有紫色到藍色品種的植物種欠缺產(chǎn)生花翠素的能力，其代表例子有月季、菊花、康乃馨。對從上述植物中通過生物工程培育紫色到藍色的品種，一直以來備受關(guān)注。實際上，通過使產(chǎn)生花翠素所必須的F3' 5’H基因表達，已培育出花色呈藍紫色的康乃馨(Tanaka Y&Mason J(2003)In:Singh RP&Jaiwal PK(ed.)Plant genetic engineering, pp 361-385. SCI tech publishing, Houston)，雖然可在花瓣中產(chǎn)生花翠素，但花色并非純藍色。即，為了使花色呈現(xiàn)純正的藍色，僅導(dǎo)入F 3' 5’H基因并不充分，還需進一步研究。實際上，藍色花中含有的花色苷，大多通過糖被芳香族酰基修飾(Honda&SaitoHeterocycles 56:633(2002))。因此，作為使花色更藍的方法之一，可以考慮通過咖啡酰基、香豆酰基、芥子酰基等芳香族酰基修飾花色苷(Tanaka&Mason (2003)In: Singh RP&Jaiwal PK(ed. ) Plant genetic engineering.pp 361-385.SCI techpublishing, Houston)。通常，花色苷因糖苷化而稍稍變紅，通過糖與芳香族酰基結(jié)合的花色苷，其顏色變藍(Forkmann, Plant Breeding 106:1,1991)。此外，花色苷在中性溶液中是不穩(wěn)定的化合物，但通過糖、酰基的修飾，穩(wěn)定性提高(Forkmann, Plant Breeding 106:1,1991)。由利用牽牛花(Pharbitis nil)花色苷的實驗可知,酰化后的花色苷中，通過葡萄糖與芳香族酰基例如與香豆酸、咖啡酸連接的花色苷，其最大吸收向長波長方向移動(Dangle etal.Phytochemistry 34 :1119,1993)。關(guān)于與芳香族酰基結(jié)合的花色苷，以來自鴨妬草(Commelina communis)的Awobanin (Go to and Kondo, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 30:17, 1991)為代表，來源于自然界的諸多分離例(Honda&Saito Heterocycles 56:633 (2002))已見諸報道。例如，關(guān)于藍色花的花色苷，以Cinerarin (來自瓜葉菊)、Gentiodelphin (來自龍膽)、Heavenly blueanthocyanin (來自牽牛花)、Ternatin (來自蝶豆)、Lobelinin (來自山梗菜)等為代表,具有多個芳香族酰基。據(jù)報道，來自瓜葉菊(Seneciocruentus)的 Cinerarin (Goto etal.，Tetrahedron 25:6021, 1984)具有I個脂肪族酰基和3個芳香族酰基，這些芳香族酰基有助于中性水溶液中色素的穩(wěn)定化(Goto et al. , Tetrahedron 25:6021,1984)。此外，作為龍膽花瓣主要色素的Gentiodelphin (DEL 3G_5CafG_3’ CafG),以花翠素3位糖苷化合物為基本骨架，在5位和3'位的羥基上具有由I分子葡萄糖和I分子咖啡酸形成的側(cè)鏈。據(jù)報道，上述5位和3，位的糖-酰基側(cè)鏈形成三明治式分子內(nèi)堆積，在水溶液中，色素穩(wěn)定化(Yoshida et al. Tetrahedron 48 :4313, 1992)。還證實2 條糖-芳香族酰基側(cè)鏈中，3'位本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
在花色苷的3′位和5位的糖上加入芳香族酰基的方法，該方法包括：使用編碼包含示于SEQ？ID？NO：4或6的氨基酸序列的、且具有使芳香族酰基轉(zhuǎn)移到花色苷的3′位和5位的糖上的活性的蛋白質(zhì)的基因，或編碼包含具有與示于SEQ？ID？NO：4或6的氨基酸序列90%以上的序列一致性、且具有使芳香族酰基轉(zhuǎn)移到花色苷的3′位和5位的糖上的活性蛋白質(zhì)的基因。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田中良和，勝元幸久，水谷正子，福井祐子，戶上純一，
申請(專利權(quán))人：三得利控股株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：
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