CN113462707A - 一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用 - Google Patents

一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113462707A
CN113462707A CN202110946276.9A CN202110946276A CN113462707A CN 113462707 A CN113462707 A CN 113462707A CN 202110946276 A CN202110946276 A CN 202110946276A CN 113462707 A CN113462707 A CN 113462707A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mango
tps2
terpene synthase
synthase gene
expression vector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110946276.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113462707B (zh
Inventor
罗海燕
丛汉卿
洪继旺
代学慧
赵德庆
乔飞
黄小镂
霍婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tropical Crops Genetic Resources Institute CATAS
Original Assignee
Tropical Crops Genetic Resources Institute CATAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tropical Crops Genetic Resources Institute CATAS filed Critical Tropical Crops Genetic Resources Institute CATAS
Priority to CN202110946276.9A priority Critical patent/CN113462707B/zh
Publication of CN113462707A publication Critical patent/CN113462707A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113462707B publication Critical patent/CN113462707B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y402/00Carbon-oxygen lyases (4.2)
    • C12Y402/03Carbon-oxygen lyases (4.2) acting on phosphates (4.2.3)
    • C12Y402/03048(3S,6E)-Nerolidol synthase (4.2.3.48)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种杧果萜烯合成酶基因TPS2,还公开了包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS2的重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS2。以及上述杧果萜烯合成酶基因TPS2、杧果萜烯合成酶、重组表达载体、重组工程菌或重组杧果萜烯合成酶TPS2在调控橙花二磷酸合成萜类化合物方面的应用。本发明针对杧果中功能基因研究基础薄弱的现状,首次从杧果中克隆得到催化橙花二磷酸NPP底物合成萜类化合物的杧果萜烯合成酶基因TPS2,该基因为杧果萜类化合物合成路径中的关键基因之一,为今后利用基因工程或细胞工程技术在杧果育种中的应用提供了重要的理论依据,具有广阔的应用前景和极大的经济价值。

Description

一种杧果萜烯合成酶基因TPS2及其应用
技术领域
本发明属于植物基因工程技术领域,具体涉及一种杧果萜烯合成酶基因TPS2及其应用,尤其是涉及一种杧果中催化萜类化合物合成的杧果萜烯合成酶基因(Terpenesynthase 2,TPS2)及其编码蛋白和应用。
背景技术
杧果为漆树科杧果属常绿果树,是著名的热带水果,素有“热带国王”之美誉,是我国热区重要的水果产业之一,也是我国热带地区农民的重要经济来源之一。杧果果实外观美丽、香气浓郁、风味佳美,深受消费者喜爱,杧果的香味是芒果风味品质的重要指标,香味物质变化与杧果品质密切相关。随着人民生活水平的不断提高,对农产品品质的要求越来越高,风味品质要求也随之提高。随着资源的进化和品种驯化,杧果果实的某些香味逐渐减退或失去,而且许多杧果在后熟过程中,香味释放不完全,这些都对杧果风味品质产生较大影响,对杧果的商品价值也产生一定影响。香味物质的形成还与产地、栽培管理措施、采收成熟度、贮藏条件,以及品种不同等均有关系。已报道的芒果中挥发性成分约有500多种,其中萜类化合物有150多种,约占总挥发物的28%,是杧果中最丰富的一类挥发性化合物,其在忙果风味形成方面起重要作用。
萜类化合物是植物次生代谢物中最大的一类,其在植物与环境因子的互作中发挥重要作用,如吸引昆虫传粉、参与植物间接防御反应,也是植物香味的重要成分,还具有重要的药用和保健价值。萜类化合物的生物合成途径通常被分为3个阶段:C5前体异戊烯基二磷酸酯(isopentenyl diphosphate,IPP)及其双键异构体二甲基烯丙基二磷酸酯(dimethylallyl diphosphate,DMAPP)生成阶段;直接前体法尼基二磷酸(FarnesylDiphosphate,FPP)、牻牛儿基二磷酸(Geranyl diphosphate,GPP)、橙花二磷酸(NerylDiphosphate,NPP)、牻牛儿基牻牛儿基二磷酸(Geranylgeranyl Diphosphate,GGPP)等生成阶段;萜类生成及修饰阶段(氧化还原、酰化、糖基化等)。其中,前两个阶段已经比较清楚,且为所有的萜类化合物所共享。第三个阶段决定了萜类化合物结构多样性,是植物次生代谢研究的重点领域。杧果中萜类化合物是由萜烯合成酶(TPS)催化形成,但参与其生物合成途径中的相关功能基因均未得以揭示,该基因及其编码的蛋白序列尚不清楚,因此,获得萜烯合成酶基因并进行功能验证,对于了解杧果中萜类香味物质形成意义重大。
发明内容
本发明的目的在于一种杧果萜烯合成酶基因TPS2及其编码蛋白和制备方法。
本发明的目的还在于提供一种包含上述杧果萜烯合成酶基因TPS2的重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS2。
本发明的最后一个目的在于提供上述杧果萜烯合成酶基因TPS2、编码蛋白、重组表达载体、重组工程菌或重组杧果萜烯合成酶TPS2在调控橙花二磷酸(NerylDiphosphate,NPP)合成萜类化合物方面的应用。
本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现:一种杧果萜烯合成酶基因TPS2,它的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
一种杧果萜烯合成酶TPS2,它的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
该杧果萜烯合成酶基因TPS2的制备方法,包括以下步骤:将红象牙杧果果肉的总RNA反转录成cDNA,以cDNA为模板,用如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示的引物对进行PCR扩增获得。
具体的:
本发明通过红象牙杧果基因组测序结果进行分析,设计一对特异引物(PF正向引物:5’-ccgcgcggcagccatATGGAACAAACGAAACATTGTCAT-3’,和pr反向引物:5’-gtggtggtgctcgagTTATATAGGTTTGATGAGTAAAGAGAGGATT-3’,对杧果果肉样品cDNA进行PCR扩增,获得了催化杧果果肉中GPP与NPP合成萜类化合物的功能基因CDS序列(全长1707bp),TPS2基因的CDS序列具体如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。
本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现:一种重组表达载体,包括上述的杧果萜烯合成酶基因TPS2和表达载体。
优选的,所述表达载体为pET28a。
具体的,所述重组表达载体为pET28a-TPS2。
本发明还提供了一种重组表达工程菌,将杧果萜烯合成酶基因TPS2构建到表达载体pET28a上,用所得重组表达载体转化BL21(DE3),筛选阳性菌株构建大肠杆菌工程菌,得到重组表达工程菌。
本发明还提供了一种重组杧果萜烯合成酶TPS2,包括用上述的重组表达载体转化寄主细胞,培养转化体,从培养物中获得杧果重组萜烯合成酶TPS2。
优选的,所述寄主细胞为大肠杆菌。
此外,除了重组表达载体、重组表达工程菌和重组杧果萜烯合成酶TPS2之外,还可以是包括所述杧果萜烯合成酶基因TPS2的表达盒、转基因细胞系等。
本发明的上述最后一个目的可以通过以下技术方案来实现:上述的杧果萜烯合成酶基因TPS2、杧果萜烯合成酶TPS2、重组表达载体、重组表达工程菌或重组杧果萜烯合成酶TPS2在调控橙花二磷酸NPP合成萜类化合物方面的应用。
本发明可实现杧果萜烯合成酶基因TPS2、所述基因的编码蛋白(杧果萜烯合成酶TPS2)、含有所述杧果萜烯合成酶基因TPS2的表达盒、重组表达载体、重组表达工程菌、重组杧果萜烯合成酶基因TPS2等在调控TPS合成萜类化合物中的应用之外,还可以在基因工程、细胞工程等生物合成技术中的应用;进一步的,还可以利用基因工程技术进行杧果品种改良,以期获得特殊香味或者香味浓郁品种。
本发明具有如下优点:本发明针对杧果中功能基因研究基础薄弱的现状,首次从杧果中克隆得到催化橙花二磷酸NPP底物合成萜类化合物的杧果萜烯合成酶基因TPS2,该基因为杧果萜类化合物合成路径中的关键基因之一,为今后利用基因工程或细胞工程技术在杧果育种中的应用提供了重要的理论依据,具有广阔的应用前景和极大的经济价值。
附图说明
图1是实施例1中TPS2蛋白酶促反应产物的TIC图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。若未特别指明,实施例均按照常规实验条件,如Sam brook等分子克隆实验手册(Sam brook J&R ussell DW,Molecular Cloning:a Laboratory Manual,2001),或按照制造厂商说明书建议的条件。
实施例1杧果萜烯合成酶基因TPS2的克隆
根据前期红象牙杧果基因组测序结果(基因组数据库中的基因ID:mango029560,红象牙基因组数据已存入BIG Genome Sequence Archive数据库,登录号为PRJCA002248)进行分析,设计一对特异引物(PF正向引物:5’-ccgcgcggcagccatatggaacaaacgaaacattgtcat-3’和PR反向引物:5’-gtggtggtgctcgagTTATATAGGTTTGATGAGTAAAGAGAGGATT-3’分别如SEQ ID NO:3所示和SEQ ID NO:4所示),采用天根RNAprep Pure Kit总RNA提取试剂盒从红象牙杧果果肉中提取总RNA,并反转录合成cDNA,利用上述引物PF和PR从反转录得到的cDNA中扩增出如SEQ ID NO:1所示的杧果中催化萜类化合物生成的TPS2基因的CDS序列,TPS2基因的CDS序列全长1707bp。
具体步骤如下:
(1)将新鲜红象牙杧果果肉用液氮冷却研磨,称取100mg粉末加入液氮预冷的2mL离心管中,并加入天根RNAprep Pure Kit总RNA试剂盒裂解液,涡旋混匀后静置10min;
(2)根据天根RNAprep Pure Kit总RNA试剂盒操作说明书步骤红象牙果肉的总RNA;
(3)从红象牙果肉中提取的总RNA为模板,利用反转录酶试剂盒PrimeScriptTM RTMaster Mix(购自宝生物工程大连有限公司)将其反转录合成cDNA第一条链,反应条件按照试剂盒说明书进行;
(4)利用上述引物PF和PR从RNA反转录得到的cDNA中扩增出植物中催化生成单萜合酶基因TPS2的植物CDS序列;
(5)反应条件:95℃预变性3min;95℃30sec,55℃30sec,72℃2min,35个循环;72℃延伸10min;试剂添加体系参照制造商说明书。
(6)将扩增获得的PCR产物采用进行切胶回收,切胶回收具体方法参照GelExtraction Kit(Omega)试剂盒制造商说明书。
TPS2基因ORF序列具体如下所示:
ATGGAACAAACGAAACATTGTCATTCTCAACAACCAAATCTGTATTGCCAGCTGAAGCCCGAAGCCTCAGATATTATACAGCCCAGAAGTAATTCTTCCAGTTATAAACCAAGCATTTGGAAATATGATTTTATACAGTCTCTTGATACCAAATATGAGGAAGAGGGATATAAACTCCGGGCTCAGACGTTGAAAGAGAAGGTGAAACGCTTGTTTGGTGAATCCATAGACGTTTTAGCAAAGCTAGAATTGATTGACAACATCTGGAAACTCGGCCTGTCCACTCTCTTTGAGGAGGAAATTCATGAAGCTTTAGATAACATAGCTTCTATTCAGAATAACAACTCTTGTGTAGAAGAAGACCTTTATACTACCGCTTTATGCTTTAGGCTCCTCAGGCAGCATGGCTATGAAATTTCAGAAGATATCTTTACTGGCTTCGTGGATGAAAAGGGTTCATTCTCAACGGCAAAATGTAGAGATGCTAAAGGATTGATCGAACTTTTTGAAGCCTCCCATCTGGCTTTAGAAGGTGAAACCACTTTGGACAAGGCTAAAGTGTTCTCAATTGCAACCCTGAAATATATCCATTTTTCTACTAATTTGGATAGTGAACTTGCCGAGAAAATAGCCCGTGCTTTGGAACTTCCATTGCATCGAAGAGTGCCGTGGTTTGAAGTCAGATGGCACATAAACGCTTATGAGAATAACAAACAAATGATGAACACAAGTTTATTAGAGTTGGCAAAACTTAACTTTATTAGGGTTCAAGCCACACTCCAAAATGATCTTAGGGAGGTTTCAAGGTGGTGGAGGAATCTGGGCCTGATTGAAAATCTAAACTTCTCAAGGGATCGACTGGTTGAAAGCTTCATGTGCGCAGTGGGCCTTCTTTATGACACTGAGTTCAGATCTTTTAGAAAATGGCTCACAAAAGTCGTTATCTTCATACTGGTGATAGATGATATCTATGATATTTATGGTTCATTGCAAGAACTGCAATACTTCACCAATGCTGTTGATAGATGGGATTCCAAGGAAATTGAGCACCTGCCAGAGTGTATGAAGATATCTTTTCAAGCACTGTATGACACTACCAACGAAATGGCTTATGAAATTCAGAAGGAGAAAGGCTGGAACGATTCTGCCTTACCCCATTTGAAGAAAGCGTGGGCTGATTTTTGTAAATCATTATTAGTGGAAGCAAAGTGGTGCAACGAAGGACATACTCCATCTCTACAGGAGTATTTGAATAATGCATGGATTTCTTCATCAGGCTCGCTGCTTTCTGTCCATTCATTTTTGTCAACAATGAAAGAGGACACAAAGGAAATGGGACATTTTCTCAGGAAAAACCAGGAACTCCTGTACAATTCATCTCTAGTAATTCGGCTATGCAATGATCTAGGCACTTCAACGGCTGAGCTAGAGAGAGGTGATGTTGCTTCATCCATCCTGTGTTATATGAGAGAATTGGATGTATCAGAGGAGAAAGCTCGGAGCCATATTAAAGAGAAGATAAATAAATGTTGGATAAATATTAATGGACATTGTTTCACCCAATCATCTTCGCTGAAACCATTTGTGAATATTATCACAAACTGTGCGCGTGTGGCGCATTGTCTTTACCAGAATGGAGATGGTTTTGGAGTTCAGGACCGTGATACAAAGGATCAAATCCTCTCTTTACTCATCAAACCTATATAA 1707,具体如SEQ ID NO:2所示。
氨基酸序列:
MEQTKHCHSQQPNLYCQLKPEASDIIQPRSNSSSYKPSIWKYDFIQSLDTKYEEEGYKLRAQTLKEKVKRLFGESIDVLAKLELIDNIWKLGLSTLFEEE
IHEALDNIASIQNNNSCVEEDLYTTALCFRLLRQHGYEISEDIFTGFVDEKGSFSTAKCRDAKGLIELFEASHLALEGETTLDKAKVFSIATLKYIHFST
NLDSELAEKIARALELPLHRRVPWFEVRWHINAYENNKQMMNTSLLELAKLNFIRVQATLQNDLREVSRWWRNLGLIENLNFSRDRLVESFMCAVGLLYD
TEFRSFRKWLTKVVIFILVIDDIYDIYGSLQELQYFTNAVDRWDSKEIEHLPECMKISFQALYDTTNEMAYEIQKEKGWNDSALPHLKKAWADFCKSLLV
EAKWCNEGHTPSLQEYLNNAWISSSGSLLSVHSFLSTMKEDTKEMGHFLRKNQELLYNSSLVIRLCNDLGTSTAELERGDVASSILCYMRELDVSEEKAR
SHIKEKINKCWININGHCFTQSSSLKPFVNIITNCARVAHCLYQNGDGFGVQDRDTKDQILSLLIKPI*,具体如SEQ ID NO:2所示。
实施例2杧果TPS2表达载体构建与转化
选择载体pET28a进行酶切线性化,酶切位点为NdeI与XhoI(购自NEB),酶切反应体系为(50μL体系):
Figure BDA0003216636910000061
37℃×1h,65℃×20min,酶切反应产物进行切胶回收,切胶回收具体方法参照GelExtraction Kit(Omega)试剂盒制造商说明书。
将回收的目的产物使用In-Fusion克隆(购自Clontech公司)连入表达载体pET28a,转化大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3),筛选阳性克隆并测序,获得所需的全长基因,获得的含目的基因的表达载体命名为pET28a-TPS2。
实施例3杧果TPS2基因蛋白功能验证
为分析芒果基因TPS2编码蛋白的催化功能,本实施例对杧果TPS2蛋白进行了大肠杆菌异源表达并得到纯化蛋白,通过体外饲喂该基因催化反应的前体化合物GPP、NPP、FPP、GGPP检测产物的合成来验证其基因功能。
具体步骤如下:
(1)将实施例2中得到的重组菌株进行诱导表达;诱导条件为:IPTG浓度1mM,诱导温度20℃,诱导时间10h;
(2)将诱导得到的蛋白通过镍柱纯化,得到杧果TPS2纯化蛋白,详细步骤参照制造商说明书;
(3)纯化蛋白体外功能验证试验步骤如下:反应体积5mL,10μM·L-1底物(分别添加GPP、NPP、FPP、GGPP四种底物,底物购买于Echelon Biosciences),杧果TPS2纯化蛋白50μg,内标化合物α-Terpinene 6.974×10-7g,反应缓冲液3mL,Lysis Buffer(pH7.5)补足至5mL;阴性对照中加入100℃加热5分钟的灭活的纯化蛋白50μg,其余组分同上。以上试剂均加入气质小瓶中密封,置于28℃,150rpm摇床反应40分钟。
反应缓冲液为:15mM MOPSO,13%(v/v)甘油,1mM抗坏血酸,1μL·mL-1吐温20,1mM氯化镁,2mM DTT,调pH至7.5。
(4)反应结束后,将固相微萃取纤维(Supelco 50/30μm;CAR/PDMS/DVB)插入气质小瓶中,室温下萃取30min。随后使用GC-MS进行产物检测。
GC-MS条件为:气相色谱(Agilent GC7890B;Agilent MSD5977A)采用HP-5ms(Agilent)毛细管柱(30m×0.25mm inner diameter with 0.25μm film thickness,膜厚0.25-制片商m)。以氦气为载气,流速为1mL /min,分流比为20:1。进样口温度为250℃,离子源温度为230℃,四极杆温度为150℃。升温程序为:初始温度60℃,保持1分钟,以4℃/min的速度升温至120℃;再以5℃/min的速度升温至200℃并保持3min。电离方式为EI,电子能量为70eV。质量扫描范围为35-500m/z。
(5)GC-MS的检测结果使用Masshunter软件进行分析,并从NIST14.L库中对气体产物进行匹配,筛选出匹配分数在85以上,并且相对含量大于1%的物质列于表1。
TPS2蛋白酶促反应产物的TIC图如图1所示。
从表1与图1可看出,在异源表达分析中,TPS2蛋白能催化橙花二磷酸(NerylDiphosphate,NPP)生成(1S)-(1)-β-Pinene为单一产物,不能催化GPP、FPP、GGPP生成相应的单萜烯、倍半萜烯和二萜烯。
表1 TPS2蛋白酶促反应的GC-MS检测结果
Figure BDA0003216636910000071
以上实施例仅用于阐述本发明,而本发明的保护范围并非仅仅局限于以上实施例。所属技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容均可实现本发明的目的,任何基于本发明构思基础上做出的改进和变形,均落入本发明的保护范围之内,具体保护范围以权利要求书记载的为准。
序列表
<110> 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所
<120> 一种杧果萜烯合成酶基因TPS2及其应用
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1707
<212> DNA
<213> 杧果萜烯合成酶基因TPS2(Terpene synthase 2)
<400> 1
atggaacaaa cgaaacattg tcattctcaa caaccaaatc tgtattgcca gctgaagccc 60
gaagcctcag atattataca gcccagaagt aattcttcca gttataaacc aagcatttgg 120
aaatatgatt ttatacagtc tcttgatacc aaatatgagg aagagggata taaactccgg 180
gctcagacgt tgaaagagaa ggtgaaacgc ttgtttggtg aatccataga cgttttagca 240
aagctagaat tgattgacaa catctggaaa ctcggcctgt ccactctctt tgaggaggaa 300
attcatgaag ctttagataa catagcttct attcagaata acaactcttg tgtagaagaa 360
gacctttata ctaccgcttt atgctttagg ctcctcaggc agcatggcta tgaaatttca 420
gaagatatct ttactggctt cgtggatgaa aagggttcat tctcaacggc aaaatgtaga 480
gatgctaaag gattgatcga actttttgaa gcctcccatc tggctttaga aggtgaaacc 540
actttggaca aggctaaagt gttctcaatt gcaaccctga aatatatcca tttttctact 600
aatttggata gtgaacttgc cgagaaaata gcccgtgctt tggaacttcc attgcatcga 660
agagtgccgt ggtttgaagt cagatggcac ataaacgctt atgagaataa caaacaaatg 720
atgaacacaa gtttattaga gttggcaaaa cttaacttta ttagggttca agccacactc 780
caaaatgatc ttagggaggt ttcaaggtgg tggaggaatc tgggcctgat tgaaaatcta 840
aacttctcaa gggatcgact ggttgaaagc ttcatgtgcg cagtgggcct tctttatgac 900
actgagttca gatcttttag aaaatggctc acaaaagtcg ttatcttcat actggtgata 960
gatgatatct atgatattta tggttcattg caagaactgc aatacttcac caatgctgtt 1020
gatagatggg attccaagga aattgagcac ctgccagagt gtatgaagat atcttttcaa 1080
gcactgtatg acactaccaa cgaaatggct tatgaaattc agaaggagaa aggctggaac 1140
gattctgcct taccccattt gaagaaagcg tgggctgatt tttgtaaatc attattagtg 1200
gaagcaaagt ggtgcaacga aggacatact ccatctctac aggagtattt gaataatgca 1260
tggatttctt catcaggctc gctgctttct gtccattcat ttttgtcaac aatgaaagag 1320
gacacaaagg aaatgggaca ttttctcagg aaaaaccagg aactcctgta caattcatct 1380
ctagtaattc ggctatgcaa tgatctaggc acttcaacgg ctgagctaga gagaggtgat 1440
gttgcttcat ccatcctgtg ttatatgaga gaattggatg tatcagagga gaaagctcgg 1500
agccatatta aagagaagat aaataaatgt tggataaata ttaatggaca ttgtttcacc 1560
caatcatctt cgctgaaacc atttgtgaat attatcacaa actgtgcgcg tgtggcgcat 1620
tgtctttacc agaatggaga tggttttgga gttcaggacc gtgatacaaa ggatcaaatc 1680
ctctctttac tcatcaaacc tatataa 1707
<210> 2
<211> 568
<212> PRT
<213> 杧果萜烯合成酶(Terpene synthase 2)
<400> 2
Met Glu Gln Thr Lys His Cys His Ser Gln Gln Pro Asn Leu Tyr Cys
1 5 10 15
Gln Leu Lys Pro Glu Ala Ser Asp Ile Ile Gln Pro Arg Ser Asn Ser
20 25 30
Ser Ser Tyr Lys Pro Ser Ile Trp Lys Tyr Asp Phe Ile Gln Ser Leu
35 40 45
Asp Thr Lys Tyr Glu Glu Glu Gly Tyr Lys Leu Arg Ala Gln Thr Leu
50 55 60
Lys Glu Lys Val Lys Arg Leu Phe Gly Glu Ser Ile Asp Val Leu Ala
65 70 75 80
Lys Leu Glu Leu Ile Asp Asn Ile Trp Lys Leu Gly Leu Ser Thr Leu
85 90 95
Phe Glu Glu Glu Ile His Glu Ala Leu Asp Asn Ile Ala Ser Ile Gln
100 105 110
Asn Asn Asn Ser Cys Val Glu Glu Asp Leu Tyr Thr Thr Ala Leu Cys
115 120 125
Phe Arg Leu Leu Arg Gln His Gly Tyr Glu Ile Ser Glu Asp Ile Phe
130 135 140
Thr Gly Phe Val Asp Glu Lys Gly Ser Phe Ser Thr Ala Lys Cys Arg
145 150 155 160
Asp Ala Lys Gly Leu Ile Glu Leu Phe Glu Ala Ser His Leu Ala Leu
165 170 175
Glu Gly Glu Thr Thr Leu Asp Lys Ala Lys Val Phe Ser Ile Ala Thr
180 185 190
Leu Lys Tyr Ile His Phe Ser Thr Asn Leu Asp Ser Glu Leu Ala Glu
195 200 205
Lys Ile Ala Arg Ala Leu Glu Leu Pro Leu His Arg Arg Val Pro Trp
210 215 220
Phe Glu Val Arg Trp His Ile Asn Ala Tyr Glu Asn Asn Lys Gln Met
225 230 235 240
Met Asn Thr Ser Leu Leu Glu Leu Ala Lys Leu Asn Phe Ile Arg Val
245 250 255
Gln Ala Thr Leu Gln Asn Asp Leu Arg Glu Val Ser Arg Trp Trp Arg
260 265 270
Asn Leu Gly Leu Ile Glu Asn Leu Asn Phe Ser Arg Asp Arg Leu Val
275 280 285
Glu Ser Phe Met Cys Ala Val Gly Leu Leu Tyr Asp Thr Glu Phe Arg
290 295 300
Ser Phe Arg Lys Trp Leu Thr Lys Val Val Ile Phe Ile Leu Val Ile
305 310 315 320
Asp Asp Ile Tyr Asp Ile Tyr Gly Ser Leu Gln Glu Leu Gln Tyr Phe
325 330 335
Thr Asn Ala Val Asp Arg Trp Asp Ser Lys Glu Ile Glu His Leu Pro
340 345 350
Glu Cys Met Lys Ile Ser Phe Gln Ala Leu Tyr Asp Thr Thr Asn Glu
355 360 365
Met Ala Tyr Glu Ile Gln Lys Glu Lys Gly Trp Asn Asp Ser Ala Leu
370 375 380
Pro His Leu Lys Lys Ala Trp Ala Asp Phe Cys Lys Ser Leu Leu Val
385 390 395 400
Glu Ala Lys Trp Cys Asn Glu Gly His Thr Pro Ser Leu Gln Glu Tyr
405 410 415
Leu Asn Asn Ala Trp Ile Ser Ser Ser Gly Ser Leu Leu Ser Val His
420 425 430
Ser Phe Leu Ser Thr Met Lys Glu Asp Thr Lys Glu Met Gly His Phe
435 440 445
Leu Arg Lys Asn Gln Glu Leu Leu Tyr Asn Ser Ser Leu Val Ile Arg
450 455 460
Leu Cys Asn Asp Leu Gly Thr Ser Thr Ala Glu Leu Glu Arg Gly Asp
465 470 475 480
Val Ala Ser Ser Ile Leu Cys Tyr Met Arg Glu Leu Asp Val Ser Glu
485 490 495
Glu Lys Ala Arg Ser His Ile Lys Glu Lys Ile Asn Lys Cys Trp Ile
500 505 510
Asn Ile Asn Gly His Cys Phe Thr Gln Ser Ser Ser Leu Lys Pro Phe
515 520 525
Val Asn Ile Ile Thr Asn Cys Ala Arg Val Ala His Cys Leu Tyr Gln
530 535 540
Asn Gly Asp Gly Phe Gly Val Gln Asp Arg Asp Thr Lys Asp Gln Ile
545 550 555 560
Leu Ser Leu Leu Ile Lys Pro Ile
565
<210> 3
<211> 39
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
ccgcgcggca gccatatgga acaaacgaaa cattgtcat 39
<210> 4
<211> 46
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
gtggtggtgc tcgagttata taggtttgat gagtaaagag aggatt 46

Claims (8)

1.一种杧果萜烯合成酶基因TPS2,其特征是:它的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
2.一种杧果萜烯合成酶TPS2,其特征是:它的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
3.权利要求1所述杧果萜烯合成酶基因TPS2的制备方法,其特征是包括以下步骤:将红象牙杧果果肉的总RNA反转录成cDNA,以cDNA为模板,用如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示的引物对进行PCR扩增获得。
4.一种重组表达载体,其特征是:包括权利要求1所述的杧果萜烯合成酶基因TPS2和表达载体。
5.根据权利要求4所述的重组表达载体,其特征是:所述表达载体为pET28a。
6.一种重组表达工程菌,其特征是:将杧果萜烯合成酶基因TPS2构建到表达载体pET28a上,用所得重组表达载体转化BL21(DE3),筛选阳性菌株构建大肠杆菌工程菌,得到重组表达工程菌。
7.一种重组杧果萜烯合成酶TPS2,其特征是:包括用权利要求5所述的重组表达载体转化寄主细胞,培养转化体,从培养物中获得杧果重组萜烯合成酶TPS2。
8.权利要求1所述的杧果萜烯合成酶基因TPS2、权利要求2所述的杧果萜烯合成酶TPS2、权利要求4所述重组表达载体、权利要求6所述重组表达工程菌或权利要求7所述的重组杧果萜烯合成酶TPS2在调控橙花二磷酸NPP合成萜类化合物方面的应用。
CN202110946276.9A 2021-08-18 2021-08-18 一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用 Active CN113462707B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110946276.9A CN113462707B (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110946276.9A CN113462707B (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113462707A true CN113462707A (zh) 2021-10-01
CN113462707B CN113462707B (zh) 2022-08-19

Family

ID=77867910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110946276.9A Active CN113462707B (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113462707B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101194013A (zh) * 2005-06-17 2008-06-04 弗门尼舍有限公司 新颖的倍半萜合酶和它们的应用方法
WO2017089590A1 (en) * 2015-11-27 2017-06-01 Evolva Sa Production of terpenes, terpenoids, and derivatives thereof in recombinant hosts
CN108660128A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 江苏省农业科学院 一种紫花苜蓿萜烯合成酶、其编码基因、载体、多克隆抗体及其应用
US20190241912A1 (en) * 2016-07-27 2019-08-08 The Regents Of The University Of California Novel diterpene synthases and their use for production of diterpenes
CN110268058A (zh) * 2017-02-27 2019-09-20 积水化学工业株式会社 重组细胞、重组细胞的制备方法以及异戊二烯或萜烯的生产方法
WO2020028795A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-06 Board Of Trustees Of Michigan State University Method for production of novel diterpene scaffolds
CN113186183A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 中国科学院昆明植物研究所 双功能二倍半萜/二萜合酶LcTPS2、编码基因及其产物和应用
CN113621633A (zh) * 2021-08-18 2021-11-09 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 一种杧果萜烯合成酶基因tps1及其应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101194013A (zh) * 2005-06-17 2008-06-04 弗门尼舍有限公司 新颖的倍半萜合酶和它们的应用方法
WO2017089590A1 (en) * 2015-11-27 2017-06-01 Evolva Sa Production of terpenes, terpenoids, and derivatives thereof in recombinant hosts
US20190241912A1 (en) * 2016-07-27 2019-08-08 The Regents Of The University Of California Novel diterpene synthases and their use for production of diterpenes
CN110268058A (zh) * 2017-02-27 2019-09-20 积水化学工业株式会社 重组细胞、重组细胞的制备方法以及异戊二烯或萜烯的生产方法
CN108660128A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 江苏省农业科学院 一种紫花苜蓿萜烯合成酶、其编码基因、载体、多克隆抗体及其应用
WO2020028795A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-06 Board Of Trustees Of Michigan State University Method for production of novel diterpene scaffolds
CN113186183A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 中国科学院昆明植物研究所 双功能二倍半萜/二萜合酶LcTPS2、编码基因及其产物和应用
CN113621633A (zh) * 2021-08-18 2021-11-09 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 一种杧果萜烯合成酶基因tps1及其应用

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAVIDOVICH-RIKANATI R等: "Pistacia terebinthus subsp. palaestina clone TRINITY_DN25556_c0_g1_i12 alpha-farnesene synthase mRNA, complete cds MZ292686", 《EMBL》 *
FALARA V 等: "The tomato terpene synthase gene family", 《PLANT PHYSIOLOGY》 *
GONZALES-VIGIL E 等: "Evolution of TPS20-related terpene synthases influences chemical diversity in the glandular trichomes of the wild tomato relative Solanum habrochaites", 《PLANT J》 *
NCBI: "PREDICTED: Pistacia vera alpha-farnesene synthase-like (LOC116105216), partial mRNA,Accession NO.XM_031391650.1", 《GENBANK DATABASE》 *
岳跃冲: "植物萜类合成酶及其代谢调控的研究进展", 《园艺学报》 *
曾祥玲: "桂花TPS和CCD功能分析及其对花瓣色香形成的影响研究", 《中国博士学位论文全文数据库(电子期刊)农业科技辑》 *
杨仕梅 等: "番茄TPS基因家族鉴定与分析", 《分子植物育种》 *
毕珂嘉: "番茄叶片挥发性物质的鉴定及相关基因表达分析和番茄核心种质果实代谢组学分析", 《中国优秀硕士论文全文数据库(电子期刊)农业科技辑》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113462707B (zh) 2022-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9969999B2 (en) Method for producing alpha-santalene
CN104017794B (zh) 用于生产(+)-客烯的方法
Zhang et al. Agrocybe aegerita serves as a gateway for identifying sesquiterpene biosynthetic enzymes in higher fungi
CN101001947A (zh) 遗传修饰的宿主细胞及其用于生产类异戊二烯化合物的应用
US11767533B2 (en) Compositions and methods for production of myrcene
EA028761B1 (ru) Аллели 1-d-дезоксиксилулозо-5-фосфат синтазы, ответственные за усиленный биосинтез терпенов
CN111004763B (zh) 一种生产β-石竹烯的工程菌及其构建方法与应用
Luck et al. The reconstruction and biochemical characterization of ancestral genes furnish insights into the evolution of terpene synthase function in the Poaceae
CN113621633B (zh) 一种杧果萜烯合成酶基因tps1及其应用
Kiselev et al. Effect of plant stilbene precursors on the biosynthesis of resveratrol in Vitis amurensis Rupr. cell cultures
Yokota Revisiting RuBisCO
CN113462707B (zh) 一种杧果萜烯合成酶基因tps2及其应用
CN110100003A (zh) 迈诺醇的生产
CN106987578A (zh) 一种生产koraiol的萜类合酶及其应用
Chen et al. Cloning, expression and functional characterization of two sesquiterpene synthase genes from moso bamboo (Phyllostachys edulis)
Czechowski et al. Artemisia annua L. plants lacking bornyl diphosphate synthase reallocate carbon from monoterpenes to sesquiterpenes except artemisinin
Qin et al. Anaerobic metabolism in Hevea brasiliensis laticifers is relevant to rubber synthesis when tapping is initiated
JP2017055703A (ja) ショウブノール合成酵素、ポリペプチド、遺伝子、並びに、組換え細胞
CN109762837B (zh) 利用丹参长链异戊烯基转移酶基因SmPPS2调控辅酶Q合成的方法
Zhao et al. Transcriptome and volatile compounds analyses of floral development provide insight into floral scent formation in Paeonia lactiflora ‘Wu Hua Long Yu’
CN117230031B (zh) 羰基还原酶突变体及其应用
Wang et al. Isolation and functional characterization of four microbial type terpene synthases from ferns
CN116622751A (zh) 一种姜花香茅醇合成酶基因HcTPS38及其应用
CN117887742A (zh) 一种荔枝萜类合成酶基因LcTPSa2及其应用
AU2015201051B2 (en) Method for producing beta-santalene

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant