技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子生物學(xué)領(lǐng)域，具體涉及與一種與油酸含量相關(guān)的芝麻基因SiSAD，同時(shí)還涉及該基因在釀酒酵母微生物初生代謝物分泌和作物品質(zhì)育種中的應(yīng)用，油酸含量相關(guān)芝麻基因SiSAD在釀酒酵母細(xì)胞和擬南芥中的過(guò)量表達(dá)表明，此基因可顯著提高釀酒酵母細(xì)胞和植物種子的油酸含量，應(yīng)用于微生物油酸含量分泌和作物品質(zhì)改良。

背景技術(shù)

芝麻(Sesamum indicum L.)屬胡麻科草本植物，是世界范圍內(nèi)廣泛栽培和利用的優(yōu)質(zhì)油料和特色經(jīng)濟(jì)作物。芝麻種子含油量高，平均可達(dá)55％，有“油料皇后”之美稱，含有豐富的蛋白質(zhì)、甾醇、卵磷脂、維生素E等營(yíng)養(yǎng)成分，以及鈣、磷、鐵等重要元素。芝麻還富含芝麻素和芝麻酚林等特色保健成分，廣受人民喜愛(ài)，其需求量和消費(fèi)量隨著人民生活水平的上升而逐年增加。芝麻中脂肪酸含量豐富，主要由亞油酸和油酸組成，其比例分別占芝麻脂肪酸總量的44.32％和42.18％。

油酸是含有一個(gè)雙鍵的單不飽和脂肪酸，是天然不飽和脂肪酸中最常見(jiàn)的一種。在植物油脂中，油酸主要以甘油脂的形式存在，在不同的植物油中，油酸的含量差異較大，如橄欖油和茶油中油酸含量可達(dá)80.0％、花生油約含60.0％，大豆油、向日葵籽油和棉籽油的油酸含量分別為35.5％、34.0％和30.0％、而菜籽油和紅花油的油酸含量只有23.9％和18.7％。作為植物油的主要成分之一，油酸的氧化穩(wěn)定性高于其他多不飽和脂肪酸，含油酸較多的植物油貨架期較長(zhǎng)，容易儲(chǔ)存。另外，油酸營(yíng)養(yǎng)和保健功能明顯，可預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生。同時(shí)，油酸在工業(yè)用途中扮演重要的角色。可應(yīng)用于紡織皮革、化妝美容以及制藥等行業(yè)；可用于制作干燥劑、潤(rùn)滑劑及防水劑等。因此油酸還是一種優(yōu)異的化學(xué)試劑。

硬脂酰酰基載體蛋白脫飽和酶(stearoyl acyl-carrier-protein desaturase，SAD)是質(zhì)體中的一種可溶性酶，催化硬脂酸烴鏈脫飽和，在其烴鏈第9、10位間生成雙鍵，合成油酸，其不僅是硬脂酸向油酸轉(zhuǎn)化的唯一催化酶，更是其他不飽和脂肪酸生成的前提，因此SAD酶對(duì)植物脂肪酸中飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量比例的調(diào)控作用顯著(Damude H G et al.,2006)。SAD基因編碼硬脂酰酰基載體蛋白脫飽和酶(SAD酶)，同時(shí)也是植物脂肪酸調(diào)控的關(guān)鍵基因之一。目前，許多植物中的SAD基因已經(jīng)被分離克隆出來(lái)，如蓖麻、油菜、亞麻、菠菜、土豆等。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將玉米SAD基因ZmSAD1在擬南芥種子中進(jìn)行特異性過(guò)量表達(dá)，通過(guò)RNA干擾轉(zhuǎn)ZmSAD1擬南芥種子中油酸的含量顯著降低。Aardra Kachroo等(2007)在擬南芥基因組中發(fā)現(xiàn)7個(gè)編碼SAD酶的基因，組成S-ACP-DES家族，家族成員之間的保守性很強(qiáng)，且7個(gè)基因在不同組織中具有組織表達(dá)特異性，同時(shí)具有底物特異性；在擬南芥ssi2/fab2突變體中，此突變基因編碼反義硬脂酰酰基脫飽和酶，使得擬南芥中突變體的硬脂酸(C18:0)含量升高，油酸水平降低。本發(fā)明中提到的植物油酸含量相關(guān)基因SiSAD及其編碼蛋白，與擬南芥同源基因(AT1G43800.1)同源度分別為73％和79％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種油酸含量相關(guān)的芝麻(Sesamum indicum L.)基因SiFAD2、編碼蛋白及應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

提供一種油酸含量相關(guān)的芝麻(Sesamum indicum L.)基因SiSAD，該基因的核苷酸序列為SEQ ID NO.1所示，或?yàn)橛稍撔蛄刑砑印⑷〈⒉迦牖蛉笔б粋€(gè)或多個(gè)核苷酸而產(chǎn)生的具有同等功能的核苷酸序列。通過(guò)將油酸含量相關(guān)芝麻基因SiSAD在釀酒酵母和擬南芥中的過(guò)量表達(dá)，發(fā)現(xiàn)此基因可顯著提高釀酒酵母細(xì)胞和植物種子的油酸含量，為微生物油酸含量分泌和植物品質(zhì)改良提供基因資源。

本發(fā)明還包括提供一種芝麻SiSAD蛋白，其具有如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列或該序列經(jīng)替換、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。

本發(fā)明包括通過(guò)各種方法獲得的、如SEQ ID NO.2所示氨基酸序列或該序列經(jīng)替換、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸形成的具有同等功能的衍生蛋白質(zhì)以及編碼這些衍生蛋白質(zhì)的基因。

本發(fā)明還包括含有SiSAD核苷酸序列的克隆載體或各類(lèi)表達(dá)載體、含有所述載體的宿主細(xì)胞如含有所述載體的轉(zhuǎn)化釀酒酵母細(xì)胞。