一种TcJAMYC5基因在调控紫杉烷类生物合成中的应用

本发明属于植物生物，具体涉及一种tcjamyc5基因在调控紫杉烷类生物合成中的应用。

背景技术：

1、红豆杉，属红豆杉科(taxaceae)植物。在第四纪冰川之后残留的一种宝贵物种，享有植物界“活化石”的美称，在我国已经被归为一级保护植物。全球红豆杉共有11种，绝大多数分布于北半球。目前在全国有4个物种和1变种，依次为云南红豆杉、东北红豆杉、中国红豆杉、西藏红豆杉和南方红豆杉。红豆杉作为天然抗癌药物紫杉醇的直接原料，近年来得到了广大学者的关注。植物化学相关研究表明，该物种中含有大量的生物功能成分，主要富含紫杉烷、木脂素、倍半萜、黄酮、甾体等功能成分。药理学和医学相关研究表明，红豆杉具有多种药理学作用，主要可以概括为抗肿瘤、抗癌、抗炎、抗氧化、抗糖尿病等功效。目前市场出售的紫杉醇都是从天然和栽培红豆杉的树皮或枝叶中直接提取得到的。然而，天然植物中紫杉醇含量极低，仅为0.008％-0.01％，因此从红豆杉的树皮里面提取紫杉醇远远不能满足人类的需求。

2、bhlh类转录因子，是真核生物中广泛存在的一个较大的转录因子家族，因其具有保守的碱性-旋-环-螺旋(basic-helix-loop-helix)结构域而得名。myc转录因子属于bhlh类转录因子家族成员。myc转录因子所含有的bhlh保守结构域决定了它对dna序列结合的特异性和亲和力，且可以促进各种异源二聚体和同源二聚体的形成。研究发现myc转录因子具有调控植物生长发育、抵御环境胁迫、调节次生代谢产物生物合成等多种作用。如长春花crmyc2可以与meja应答基因orca3结合，控制orca3基因的表达，从而调控长春花生物碱的合成。红豆杉bhlh转录因子tcjamyc可与e-box结合进而激活紫杉醇通路相关基因启动子，可以有效提高悬浮细胞培养体系中紫杉醇的产量。

3、有鉴于此，本发明要所要解决的技术问题是挖掘与紫杉烷类生物合成相关的新的bhlh类转录因子，以提高紫杉烷类生物合成效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种tcjamyc5基因在调控紫杉烷类生物合成中的应用，以提高红豆杉细胞培养中紫杉烷类的产量。

2、本发明的第一方面提供一种tcjamyc5基因在调控紫杉烷类生物合成中的应用，所述tcjamyc5基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

3、本发明的一些实施方式中，所述调控为正向调控。

4、本发明的一些实施方式中，所述正向调控为通过提高目的植物中所述tcjamyc5基因的表达量，从而提高该目的植物中紫杉烷类的合成效率。

5、本发明的一些实施方式中，所述tcjamyc5基因通过提高紫杉烷类生物合成途径中关键酶基因tasy、dbtnbt和t5h的转录，从而提高所述紫杉烷类的合成效率。

6、本发明的一些实施方式中，所述红豆杉转录因子tcjamyc5结合紫杉醇生物合成基因与tasy的启动子结合，tcjamyc5结合紫杉醇生物合成基因与dbtnbt的启动子结合，tcjamyc5结合紫杉醇生物合成基因与t5h的启动子结合。

7、本发明的一些实施方式中，所述紫杉烷类包括10-脱乙酰巴卡亭ш，巴卡亭ш及紫杉醇。

8、本发明的一些实施方式中，提高目的植物愈伤中所述tcjamyc5基因的表达量的步骤包括：使所述tcjamyc5基因或含有所述tcjamyc5基因的生物材料转入目的植物。

9、本发明的一些实施方式中，所述转入的方法包括农杆菌介导法。

10、本发明的一些实施方式中，所述生物材料包括含有所述tcjamyc5基因的表达载体、重组菌或细胞系。

11、本发明的一些实施方式中，所述目的植物包括红豆杉。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：过表达转录因子tcjamyc5基因能够显著提高南方红豆杉愈伤中紫杉烷类的含量，经过一系列实验分析发现，转录因子tcjamyc5能够调控紫杉醇生物合成基因tasy、dbtnbt和t5h的转录，对基因工程技术提高紫杉醇含量提供了重要的理论依据，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种tcjamyc5基因在调控紫杉烷类生物合成中的应用，其特征在于，所述tcjamyc5基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为正向调控。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述正向调控为通过提高目的植物愈伤中所述tcjamyc5基因的表达量，从而提高该目的植物愈伤中紫杉烷类的合成效率。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述tcjamyc5基因通过提高紫杉烷类生物合成途径中酶基因tasy、dbtnbt和t5h的转录，从而提高所述紫杉烷类的合成效率。

5.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述红豆杉转录因子tcjamyc5结合紫杉醇生物合成基因与tasy的启动子结合，tcjamyc5结合紫杉醇生物合成基因与dbtnbt的启动子结合，tcjamyc5结合紫杉醇生物合成基因与t5h的启动子结合。

6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述紫杉烷类包括10-脱乙酰巴卡亭ш、巴卡亭ш及紫杉醇。

7.如权利要求3所述的应用，其特征在于，提高目的植物愈伤中所述tcjamyc5基因的表达量的步骤包括：使所述tcjamyc5基因或含有所述tcjamyc5基因的生物材料转入目的植物。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述转入的方法包括农杆菌介导法。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述生物材料包括含有所述tcjamyc5基因的表达载体、重组菌或细胞系。

10.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述目的植物包括红豆杉。

技术总结
本发明属于植物生物技术领域，具体涉及一种TcJAMYC5基因在调控紫杉烷类生物合成中的应用，所述TcJAMYC5基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。研究显示，在过表达TcJAMYC5基因的红豆杉愈伤中10‑脱乙酰巴卡亭Ш，巴卡亭Ш及紫杉醇含量都显著提高，且发现TcJAMYC5基因通过调控紫杉醇生物合成基因TASY、DBTNBT和T5H的转录，从而提高10‑脱乙酰巴卡亭Ш，巴卡亭Ш及紫杉醇的合成效率，该结果对基因工程技术提高紫杉醇含量提供了重要的理论依据，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：曹小迎,薛丽娜,蒋继宏,李露丹,孟维莹,蔡诗瑜
受保护的技术使用者：江苏师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15