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花青素合成基因ChspMYB1及其编码的蛋白与应用

花匠小妙招
2025-07-21 14:07

本发明涉及植物基因工程，尤其是涉及花青素合成基因chspmyb1及其编码的蛋白与应用。

背景技术：

1、资丘木瓜又名资丘皱皮木瓜，是湖北长阳等地的皱皮木瓜(chaenomelesspeciosa(sweet)nakai)道地栽培品种，属蔷薇科(rosaceae)木瓜属(chaenomeles)落叶灌木，因其果实“无籽、色正、皮皱”的特色和上乘的药用品质而闻名于世，位居湖北省“五大特色药材”榜首。同时其春季可观花，夏秋可赏果，因此也是我国重要的园林观赏树种。花色是决定资丘木瓜观赏价值的重要性状之一，因此花色改良也是资丘木瓜新品种培育的重要目标。资丘木瓜花瓣中花青素含量的差异使其形成了红、粉、白等不同的花色品种。因此，围绕资丘木瓜花青素合成调控基因开展研究，进而指导资丘木瓜的花色改良以及其它高花青素含量植物的培育，具有重要的应用和经济价值。

2、花青素(anthocyanin)又称花色素，属类黄酮化合物，是一类广泛存在于植物中的水溶性色素。花青素是植物花瓣的主要呈色物质，且水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分都与其有关。此外，花青素因其具有强抗氧化性，进而能够保护人体免受自由基等有害物质的损伤，因此花青素还具有极高的营养保健价值，在预防心脑血管疾病、预防癌症、保护肝脏、改善血液循环系统、抗衰老、抑制炎症和过敏等方面具有重要应用。植物中花青素的含量是由花青素合成途径中各种结构基因的表达水平直接决定的，其中查尔酮合成酶(chs)、二氢黄酮醇4-还原酶(dfr)和花青素合成酶(ans)等结构基因是花青素生物合成途径中的关键限速酶，它们的表达水平与花青素的积累成正相关。同时进一步研究发现，结构基因的表达受到诸多转录因子的调控，其中myb家族转录因子是一类调控结构基因表达最主要的转录因子，它主要通过与bhlh和wd40家族蛋白形成mbw蛋白复合体来调控结构基因的表达，进而调控花青素的合成。近年来，利用myb转录因子调控植物花青素的含量进而改变植物的花色和叶色，已成为植物颜色基因工程的又一新热点。目前，有关myb基因研究主要集中在模式植物的花青素合成调控过程中，但是资丘木瓜myb同源基因(chspmyb1)的功能研究和应用尚未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供花青素合成基因chspmyb1及其编码的蛋白与应用，通过农杆菌介导将chspmyb1基因表达载体分别转入资丘木瓜和烟草中，结果显示chspmyb1基因能够提高资丘木瓜和烟草植株中花青素的积累，可用于彩花、彩叶等高花青素含量植物新品种的定向培育，具有极好的应用前景。

2、为实现上述目的，本发明提供了花青素合成基因chspmyb1，其核苷酸序列如seqid no.1所示。

3、本发明还提供了花青素合成基因chspmyb1编码的chspmyb1蛋白。

4、进一步的，chspmyb1蛋白，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

5、本发明还提供了含有花青素合成基因chspmyb1的重组载体。

6、进一步的，所述重组载体为重组表达载体或重组克隆载体。

7、本发明还提供了含有花青素合成基因chspmyb1的重组菌。

8、本发明还提供了花青素合成基因chspmyb1在提高植物中花青素含量的应用。

9、进一步的，植物为资丘木瓜或烟草。

10、进一步的，将花青素合成基因chspmyb1转入植物基因组中，在转基因植物中过表达，得到高花青素含量的植物；所述植物为资丘木瓜或烟草。

11、本发明还提供了一种转基因植株的构建方法，采用农杆菌介导的方法，将含有花青素合成基因chspmyb1的过表达载体转入植物基因组中，筛选获得高花青素含量的转基因植株。

12、本发明所述的花青素合成基因chspmyb1及其编码的蛋白与应用的优点和积极效果是：

13、1、本发明从资丘木瓜花芽中分离了1个资丘木瓜花青素调控密切相关的chspmyb1基因，发现其定位于细胞核，表明该基因编码蛋白属于典型的转录因子。通过实时荧光定量pcr证实了chspmyb1基因在资丘木瓜不同花色品种中的表达量具有显著差异，其中在红花品种花瓣中的表达水平要远高于白花品种，表明chspmyb1基因的表达量在调控资丘木瓜花色中具有重要作用。

14、2、本发明利用基因工程手段构建了chspmyb1基因的植物过表达载体，将其转入资丘木瓜愈伤组织中超量表达，能够显著提升愈伤组织中的花青素含量，进而使愈伤由绿色转变为红色。同时在烟草中超量表达chspmyb1基因，也可提高烟草中花青素的积累，使得烟草植株转变为红褐色。因此本发明所述的chspmyb1基因为提升植物中花青素的含量以及植物花色、叶色的改造提供了很好的应用前景，可用于彩花、彩叶等高花青素含量植物新品种的定向培育。

15、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.花青素合成基因chspmyb1，其特征在于：其核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.如权利要求1所述的花青素合成基因chspmyb1编码的chspmyb1蛋白。

3.根据权利要求2所述的chspmyb1蛋白，其特征在于：其氨基酸序列如seq id no.2所示。

4.含有权利要求1所述的花青素合成基因chspmyb1的重组载体。

5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于：所述重组载体为重组表达载体或重组克隆载体。

6.含有权利要求1所述的花青素合成基因chspmyb1的重组菌。

7.如权利要求1所述的花青素合成基因chspmyb1在提高植物中花青素含量的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：植物为资丘木瓜或烟草。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：将花青素合成基因chspmyb1转入植物基因组中，在转基因植物中过表达，得到高花青素含量的植物；所述植物为资丘木瓜或烟草。

10.一种转基因植株的构建方法，其特征在于：采用农杆菌介导的方法，将含有权利要求1所述基因的过表达载体转入植物基因组中，筛选获得高花青素含量的转基因植株。

技术总结
本发明公开了花青素合成基因ChspMYB1及其编码的蛋白与应用，涉及植物基因工程技术领域。花青素合成基因ChspMYB1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的ChspMYB1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明采用上述的花青素合成基因ChspMYB1及其编码的蛋白与应用，通过农杆菌介导将ChspMYB1基因表达载体分别转入资丘木瓜愈伤组织和烟草中，结果显示ChspMYB1基因能够提高资丘木瓜愈伤组织和烟草植株中花青素的积累，可用于彩花、彩叶等高花青素含量植物新品种的定向培育，具有极好的应用前景。

技术研发人员：马江,杜博文,梁宏伟,郑帅,汪鋆植,张静,朱惠贤
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26