(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210474353.X (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 甘肃农业大 学 地址 730000 甘肃省兰州市安宁区营门村1 号 (72)发明人 刘玉汇　刘震　李元铭　毕真真　 孙超　张俊莲　白江平　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 宋南 (51)Int.Cl. C07K 14/415(2006.01) C12N 15/29(2006.01) C12N 15/82(2006.01) C12N 1/21(2006.01)C12N 5/10(2006.01) C12N 15/11(2006.01) C12Q 1/6895(2018.01) A01H 5/00(2018.01) A01H 6/82(2018.01) A01H 6/74(2018.01) (54)发明名称 一种马铃薯花色素苷 生物合成负调控基因、 转录因子及应用 (57)摘要 本发明公开了一种马铃薯花色素苷生物合 成负调控基因、 转录因子及应用， 涉及生物技术 领域。 马铃薯花色素苷生物合 成负调控转录因子 具有如SEQ  ID NO.1所示的氨基酸序列； 或具有 如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列和如SEQ  ID  NO.3所示的氨基酸序列。 本发明提供的马铃薯花 色素苷生物 合成负调控基因及转录因子， 具有用 于构建转化植物的表达载体、 重组菌及培育花色 素苷积累量可调控的新品种的应用潜力。 在生产 上对调控植物花色素苷积累、 调控植物花色变 浅、 调控植物黄酮醇积累、 调控植物黄酮醇合成 中有着广泛的应用前 景。 权利要求书1页 说明书7页 序列表2页 附图4页 CN 114736278 A 2022.07.12 CN 114736278 A 1.一种马铃薯花色素苷生物合成负调控转录因子， 其特征在于， 其具有如SEQ  ID NO.1 所示的氨基酸序列； 或同时具有如SEQ  ID NO.1所示的氨基酸序列和如SEQ  ID NO.3所示的氨基酸序列。 2.一种马铃薯花色素苷生物合成负调控基因， 其特征在于， 其编码权利要求1所述的马 铃薯花色素苷生物合成负调控转录因子； 优选地， 所述负调控基因具有如SEQ  ID NO.2所示的核苷酸序列； 或具有如SEQ  ID  NO.2所示的核苷酸序列和SEQ  ID NO.4所示的核苷酸序列。 3.一种表达盒或载体， 其特征在于， 其含有权利要求2所述的马铃薯花色素苷生物合成 负调控基因。 4.一种重组菌或重组细胞， 其特征在于， 其含有权利要求2所述的马铃薯花色素苷生物 合成负调控基因、 或权利要求3所述的表达盒 或载体。 5.如权利要求1所述的马铃薯花色素苷生物合成负调控转录因子、 权利要求2所述的马 铃薯花色素苷生物合成负调控基因、 权利要求3所述的表达盒或载体、 权利要求4所述的重 组菌或重组细胞 具有如下用途， 所述用途 包括： 调控植物花色素苷积累中的应用、 在调控植物花色变浅中的应用、 在调控植物黄酮醇 积累中的应用、 或者在调控植物黄酮醇合成中的应用。 6.根据权利要求5所述的用途， 其特 征在于， 所述用途 包括如下至少一种的应用方式： 将马铃薯花色素苷生物合成负调控基因送入目的植物细胞； 将所述载体转 化目的植物， 所述载体含有马铃薯花色素苷生物合成负调控基因； 将所述重组菌或重组细胞导入目的植物， 所述重组菌或重组细胞含有马铃薯花色素苷 生物合成负调控基因； 所述目的植物选自马铃薯或园艺 植物； 优选地， 所述园艺植物选自： 烟草、 樱桃、 桃、 梨、 柑桔、 葡萄、 草莓、 西番莲、 五色梅、 天竺 葵、 君子兰、 红薯或芦荟。 7.根据权利要求5所述的用途， 其特征在于， 所述用途包括： 修饰目的植物的内源花色 素苷生物合成负调控基因， 使其编码所述马铃薯花色素苷生物合成负调控转录因子； 优选地， 所述目的植物选自马铃薯、 梨或荔枝。 8.如权利要求1所述的马铃薯花色素苷生物合成负调控转录因子、 权利要求2所述的马 铃薯花色素苷生物合成负调控基因、 权利要求3所述的表达盒或载体、 权利要求4所述的重 组菌或重组细胞在制备用于改善马铃薯着色或园艺作物颜色的制剂中的应用。 9.一种用于检测马铃薯花色素苷生物合成负调控基因的引物组合， 其特征在于， 其包 括第一引物对， 所述第一引物对具有如SEQ  ID NO.5‑6所示的序列； 优选地， 还 包括第二引物对， 所述第二引物对具有如SEQ  ID NO.7‑8所示的序列。 10.一种试剂盒 或试剂， 其特 征在于， 其包括权利要求9所述的引物组合。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114736278 A 2一种马铃薯花色素苷生物合成负调控基因、 转录因 子及应用 技术领域 [0001]本发明涉及生物技术领域， 具体而言， 涉及一种铃薯花色素苷生物合成负调控基 因、 转录因子及应用。 背景技术 [0002]马铃薯是世界第三大重要的粮食作物， 马铃薯产业的可持续发展对我国的农 业生 产和粮食安全具有重要意义。 马铃薯种质资源丰富， 其中彩色马铃薯 不仅色彩绚丽， 而且营 养丰富， 它具有较为优良的加工品质、 较高的附加值， 因此其市场发展潜力无限。 其中， 彩色 马铃薯富含花色素苷， 花色素苷除了赋予马铃薯黑红紫等丰富的色泽外， 还作为植物中最 主要的黄酮 类物质。 花色素苷已被证明具有超强抗氧化， 能够有效抑制炎症反应、 提高人体 免疫力、 防范心血管疾病、 提高抗癌能力等。 目前， 花色素苷的医药价值受到人们 广泛关注， 因此对马铃薯块茎花色素苷调控机制开展研究， 可以深入探索花色素苷的生物合成途径， 为创制彩色马铃薯品种奠定基础。 [0003]目前， 研究表明花色素苷的合成代 谢主要受到MYB、 bHLH和WD 40三大类转录因子的 调控， 而MYB为最关键的转录因子。 早期研究发现马铃薯 块茎薯皮中的花色素苷积累主要受 到三个基因位点： D、 P和R的控制。 Salaman首次发现了四倍体马铃薯R基因， 编码二氢黄酮醇 还原酶(DFR)， 是马铃薯植株产生红色色素所必需的， DFR不仅会增加马铃薯块茎中红色色 素‑天竺葵色素合成， 也能促进紫色色素 ‑矮牵牛色素的合 成； P基因编码类黄酮 3′5′羟化酶 (F3′5′H)则控制紫 色色素的产生； Ju ng等研究发现， D为MYB转录因子， 编码R2R3  MYB–StAN1 基因， 在红皮和紫皮马铃薯中高表达， 调控马铃薯薯皮花色素苷合成。 进一步研究发现 StAN1转录因子对马铃薯块茎和叶片花色素苷 合成均有促进作用， StAN 1基因的编码序列和 预测的启动子在不同马铃薯基因型中存在广泛的核苷酸序列变异。 StAN1在马铃薯红肉和 紫肉品种中存在三种等位基因(基因家族)： StAN1 ‑R0， StAN1 ‑R1和StAN1 ‑R3， 其中StAN1 ‑R1 调控花色素苷的能力最强， 除StAN1之外， MYB转录因子StMYBA1、 StMYB113也可以促进花色 素苷的积累， 同时在彩色块茎中含有3个功能StbHLH1转录因子， 与StAN1具有不同的共调控 能力。 Payyavula等进一步研究发现StAN1基因受蔗 糖诱导， 不仅调控马铃薯薯皮花色素苷 合成， 而且调控苯丙氨酸代谢途径。 高温会诱导StMYB44转录因子的表达， 以不依赖于bHLH 的方式下调花色素苷结构基因以及转录激活子的表达， 从而抑制花色素苷生物合成分支， 导致苯丙烷代谢途径转入绿原酸或木质素生物合成分支中。 [0004]总之， 马铃薯块茎花色素苷调控机制还有 待探明， 特提出本发明。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种铃薯花色素苷生物合成负调控基因、 转录因子及应用 以解决上述 技术问题。 [0006]本发明是这样实现的： [0007]本发明提供了一种马铃薯花色素苷生物合成负调控转录因子， 其具有如SEQ  ID 说　明　书 1/7 页 3 CN 114736278 A 3