转录因子PpbHLH14在促进桃绿原酸生物合成的应用

本发明涉及转录因子ppbhlh14在促进桃绿原酸生物合成的应用，属于植物基因工程。

背景技术：

1、绿原酸(chlorogenic acid，cga)是植物体内一种重要的苯丙素类次生代谢产物，广泛存在于多种植物中。研究表明绿原酸是兼具多种功能的有益成分。一方面，绿原酸具有抗菌消炎、抗肿瘤、降血糖、降血脂等生物活性，可用于预防和治疗代谢综合征及疾病。另一方面，绿原酸不仅具有清除自由基、抗氧化和保鲜等多种生理活性，可以预防水果蔬菜中酶促褐变；而且具有广谱抗菌活性，可抑制和灭杀多种细菌、真菌、酵母菌、霉菌和变形虫，对桃、苹果、猕猴桃和番茄等易发病害的蔬果抗病效果显著。此外，绿原酸在抗逆生理上也发挥着重要作用，可以通过增加其消除活性氧和自由基的能力来防御各种低温、干旱、紫外线以及病虫害等生物和非生物胁迫。目前，绿原酸已成为活性物质研究的热点之一。

2、在桃果实中，绿原酸是含量最高的酚酸类物质，其在提升桃子抗氧化、抗病性和采后保鲜方面都发挥着重要作用，是桃果实营养和抗性品质的改良的重要切入点。研究表明绿原酸和新绿原酸这两种酚类成分在提升桃子抗氧化能力方面起到了显著的作用，其效果超过了其他酚类成分。在未成熟桃果实中，高含量的绿原酸和新绿原酸能够通过干扰真菌黑色素的生成，降低果实对病害的敏感度或增强对褐腐病的抵抗力。在贮藏过程中，绿原酸处理还能有效降低由青霉病引起的病斑直径和腐烂指数，通过激活水杨酸信号通路，增强与防御相关的酶的活性和表达，从而提高采后桃子对青霉病的抗性。此外，绿原酸-壳聚糖共轭物处理能够有效维持采后桃子的果肉硬度，延缓了果实软化过程，降低果实腐烂率，同时还可以延缓果皮变色、提高果实的可溶性固形物含量和降低可滴定酸含量。绿原酸的有益效果使培育‘医食抗’桃新品种成为可能。然而，桃果实中绿原酸生物合成的调控机制尚未报道。

3、转录因子在植物绿原酸代谢调控中发挥着重要作用，这些转录因子往往可以特异性结合一个或多个结构基因的启动子元件，通过激活或抑制这些结构基因的表达水平从而调控绿原酸的生物合成，包括myb、bhlh、wrky和erf转录因子等。bhlh类转录因子调控了绿原酸的生物合成。在蒲公英中，tabhlh1可以调控tahqt2、ta4cl、tachi和taf3′h这些结构基因的表达，特别是，tabhlh1能够直接与tahqt2和ta4cl启动子区域的bhlh-binding作用元件结合，tabhlh1-oe过表达株系中绿原酸和木犀草素含量显著升高，而tabhlh1-rnai株系的绿原酸和木犀草素含量显著降低。在丹参中，smbhlh60是一个具有负调控作用的bhlh转录因子，一方面smbhlh60通过抑制smtat1和smdfr等靶基因的表达，负调控丹参中酚酸和花青素的生物合成；另一方面smbhlh60还能与smmyc2形成异源二聚体拮抗调控酚酸和花青素的生物合成。在悬浮培养的胡萝卜细胞中，dcmyb3和dcmyb5可以与顺式元件box-l结合，并激活dcpal1和dcpal3的转录，促进绿原酸积累。在金银花中，lmmyb15可以结合并激活lm4cl、lmmyb3和lmmyb4的启动子，从而促进绿原酸的生物合成和苯丙素代谢。越来越多的研究报道，一些转录因子不单独作用，而是通过与其他蛋白质相互作用形成转录复合体，共同调节植物的次生代谢。例如，myb常与bhlh和wd40蛋白形成myb-bhlh-wd40(mbw)复合体，协同调节植物的次生代谢。然而，关于myb和bhlh调节绿原酸生物合成的作用机制研究尚未见报道。因此，挖掘和利用绿原酸生物合成的调控基因有助于提高植物绿原酸含量及营养价值，促进植物绿原酸次生代谢工程的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供转录因子ppbhlh14在促进桃绿原酸生物合成的应用。

2、本发明采用的技术方案：

3、一种转录因子ppbhlh14在促进桃绿原酸生物合成的用途，所述ppbhlh14基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其基因编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.2所示。

4、进一步地，将ppbhlh14基因瞬时转化桃果实，与空载体注射的桃果实相比，ppbhlh14过表达桃果实中绿原酸类物质含量更高。

5、进一步地，ppbhlh14过表达桃果实中pphct5基因的表达水平显著上调。

6、进一步地，ppbhlh14可以与pphct5基因的启动子结合激活pphct5基因的表达。

7、进一步地，pphct5基因的启动子序列如seq id no.3所示。

8、本发明还提供了一种ppmyb308-ppbhlh14复合体在协同促进桃绿原酸生物合成的应用。

9、进一步地，所述ppmyb308基因的核苷酸序列如seq id no.4所示，其编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.5所示。

10、进一步地，将ppbhlh14和ppmyb308共转化。

11、进一步地，ppbhlh14与ppmyb308相互作用，增强了ppbhlh14对下游靶基因pphct5的转录激活，进一步提高了桃果实中绿原酸的含量。

12、本发明的有益效果：

13、本发明提供了一种转录因子ppbhlh14在促进桃果实绿原酸积累的应用。ppbhlh14直接与绿原酸生物合成关键酶基因pphct5的启动子结合，促进桃果实中绿原酸的生物合成。此外，ppmyb308-ppbhlh14复合物增强了ppbhlh14对下游靶基因pphct5的转录激活，进一步提高了桃果实中绿原酸的含量。

技术特征：

1.一种转录因子ppbhlh14在促进桃绿原酸生物合成的应用，其特征在于，ppbhlh14基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，基因编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将ppbhlh14基因瞬时转化桃果实。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，ppbhlh14过表达桃果实中绿原酸类物质含量更高。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，ppbhlh14过表达桃果实中pphct5基因的表达水平显著上调。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，ppbhlh14与pphct5基因的启动子结合激活pphct5基因的表达。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，pphct5基因的启动子序列如seq id no.3所示。

7.一种ppmyb308-ppbhlh14复合体在协同促进桃绿原酸生物合成的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，ppmyb308基因的核苷酸序列如seq idno.4所示，其编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.5所示；ppbhlh14基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，基因编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.2所示。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，ppbhlh14与ppmyb308相互作用，增强了ppbhlh14对下游靶基因pphct5的转录激活，进一步提高了桃果实中绿原酸的含量。

技术总结本发明提供了一种转录因子PpbHLH14在促进桃果实绿原酸积累的应用。PpbHLH14直接与绿原酸生物合成关键酶基因PpHCT5的启动子结合，促进桃果实中绿原酸的生物合成。此外，PpMYB308‑PpbHLH14复合物增强了PpbHLH14对下游靶基因PpHCT5的转录激活，进一步提高了桃果实中绿原酸的含量。技术研发人员：宿子文,严娟,许建兰,张春华,沈志军,马瑞娟,俞明亮受保护的技术使用者：江苏省农业科学院技术研发日：技术公布日：2024/9/17