(19)中华 人民共和国 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 202210128647.7 (22)申请日 2022.02.11 (71)申请人 湖南工程学院 地址 411104 湖南省湘潭市福星东路8 8号 (72)发明人 张儒　李昭影　谭时泉　张变玲　 (74)专利代理 机构 长沙伊柏专利代理事务所 (普通合伙) 4326 5 代理人 罗莎 (51)Int.Cl. C12N 15/29(2006.01) C07K 14/415(2006.01) C12N 15/11(2006.01) C12N 15/84(2006.01) A01H 5/00(2018.01) A01H 6/00(2018.01) (54)发明名称 调控人参细胞中JA-Ile转运的PgABCG11基 因及其编码蛋白与应用 (57)摘要 本发明提供了一种调控人参细胞中JA ‑Ile 转运的PgABCG11基因及其编码蛋白与应用， 该调 控人参细胞中JA ‑Ile转运的PgABCG11基因序列 如SEQ ID NO.1所示， PgABCG11基因编码蛋白氨 基酸序列如SEQ  ID NO.2所示。 本发明从多个人 参ABCG基因中筛选到编码 的蛋白质能够转运茉 莉酸‑异亮氨酸复合物(JA ‑Ile)的PgABCG11基 因。 筛选得到 的PgABCG11基因编码蛋白参与JA ‑ Ile转运至细胞核， 可以显著增加人参细胞内源 性JA‑Ile在细胞核中的含 量， 从而影响人参皂苷 生物合成途径中一系 列酶的表达， 并且最终实现 人参皂苷的大量合成与 积累， 达到提高人参皂苷 产量和提升人参品质的目的。 该基因及其编码的 蛋白是一种高效、 特异性和切实可行的提高人参 细胞核中JA ‑Ile含量的方法， 在增加人参皂苷含 量方面有着重要应用前 景。 权利要求书1页 说明书8页 序列表5页 附图4页 CN 114395563 A 2022.04.26 CN 114395563 A 1.一种调控人参细胞中JA ‑Ile转运的PgABCG11基因， 其特征在于， 所述 的PgABCG11基 因序列如SEQ  ID NO.1所示。 2.一种如权利要求1所述的调控人参细胞中JA ‑Ile转运的PgABCG11基因编码蛋白， 其 特征在于， 所述蛋白氨基酸序列如SEQ  ID NO.2所示。 3.一种用于扩增如权利 要求1所述的调控人参细 胞中JA‑Ile转运的PgABCG11基因的引 物， 其特征在于， 所述引物序列如SEQ  ID NO.3和SEQ  ID NO.4所示。 4.一种如权利要求1所述的调控人参细胞中JA ‑Ile转运的PgABCG11基因植物重组载 体， 其特征在于， 所述重组载体由植物 表达载体与所述PgABCG1 1基因组成。 5.根据权利要求4所述的调控人参细胞中JA ‑Ile转运的PgABCG11基因植物重组载体， 其特征在于， 所述表达载体为pCAMBIA13 02。 6.根据权利要求5所述的调控人参细胞中JA ‑Ile转运的PgABCG11基因重组载体， 其特 征在于， 所述PgABCG11基因的植物重组载体的构建方式如下： 以所述调控人参细胞中JA ‑ Ile转运的PgABCG11基因的开放读码框作为植物超表达序列， 将该cDNA片段插入到植物表 达载体pCAMBIA13 02中制得。 7.一种如权利 要求1所述的调控人参细 胞中JA‑Ile转运的PgABCG11基因在调节人参皂 苷合成与积累中的应用。 8.根据权利要求7所述的应用， 其特征在于， 所述应用方式为利用农杆菌介导所述 PgABCG11基因转化人参愈伤组织或人参叶片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114395563 A 2调控人参细胞 中JA‑Ile转运的PgABCG1 1基因及其编码蛋白与 应用 技术领域 [0001]本发明涉及生物基因工程技术领域， 具体涉及一种调控人参细胞中JA ‑Ile转运的 PgABCG11基因及其编码蛋白与应用。 背景技术 [0002]人参皂苷是我国名贵中药人参(Panax  ginseng C.A.Meyer)中最重要的药效成 分。 目前， 已经分离并鉴定结构的人参皂苷有超过50种， 其中包括人参皂苷Rb1、 Rc、 Rd、 Re、 Rf、 Rg1、 Rg2、 Rg3、 Rh2、 CK和CM等。 大量的研究发现许多人参皂苷单体在抗肿瘤、 抗衰老和增 强免疫力等方面具有十 分独特的药理作用。 高品质的人参资源是其在医药领域发挥优势的 物质基础， 然而， 野生的人参资源匮乏， 人工种植的人参中人参皂苷含量低， 使得优质人参 产业化发展受到限制。 具有高含量的人参皂苷是高品质人参资源的重要保证。 然而， 人参中 人参皂苷的组成与含量受多种因素的影响， 其中最重要的因素是人参皂苷受其生物合成酶 基因及相关的调控基因的高度调节， 而这些基因又 受到植物体内的重要生物信息素如茉莉 酸类化合物(jas monates， JAs)的调节。 [0003]JAs作为重要的生物信号分子参与植物生长发育的多种生理过程调控， 在此过程 中通常会激发一系列防御性次生代谢产物的合成。 JAs是植物受外界刺激后反应最快 的植 物激素， 常作为外源性的诱导剂或信号分子， 用以提高植物中的次生代谢产物含量。 研究发 现， 在人参中施加JAs可以提高人参皂苷生物合成途径中的关键酶基因如FPS、 SS、 SE、 DDS、 β‑AS和P450等基因的表达水平， 实现人参皂苷含量的提高。 在JAs当中， 茉莉酸(jasmonic   acid， JA)、 茉莉酸甲酯(methyl  jasmonate， MeJA)和茉莉酸 ‑异亮氨酸复合物(jasmonoyl ‑ isoleucine， JA‑Ile)是具有高活性的几种小分子 激素， JA‑Ile是三者中最具活性的分子 。 [0004]然而， 外源性的加入JAs诱导次生代谢产物合成的同时， 会带来一些新问题， 比如 难以精准控制施加的量和时机， 通常也会对细胞的生长产生明显抑制， 进而影响次生代谢 产物的产量， 通过激活内源性的茉莉酸类物质的合 成是解决上述问题的重要 方法之一。 JA ‑ Ile是JAs中最后起到调控JA响应基因的最重要的效应分子， 通过分子水平精 准控制JA ‑Ile 对JA响应基因的调控很重要。 在JA ‑Ile发挥作用的过程中， 先是JA合成的前体物质OPDA在 叶绿体中合成， 随后进入过氧化物酶体中生成JA， 而后生成的JA被运送到细胞质中合成茉 莉酸‑异亮氨酸(JA‑Ile)， JA‑Ile需要经过转运进入细胞核后， JA ‑Ile促进泛 素连接酶 复合 物(SCFCOI1)与JAZ 蛋白形成复合物， 然后26S蛋 白酶就会把JAZ 蛋白水解， 之前被抑制活性 的转录因子MYC等就会被释放出来， 从而激活下游基因的表达， 进而影响不同的次级代谢途 径。 [0005]在上述的JA ‑Ile调控通路中， JA ‑Ile与其受体的结合， 离不开JA ‑Ile在细胞以及 亚细胞器间的运输。 而转运蛋白通过将其运出或运入细胞以及亚细胞器， 调控JA ‑Ile在细 胞内分布对JA ‑Ile发挥其功能至关重要。 研究发现， 拟南芥和水稻细胞质膜上存在ABC转运 蛋白AtABCG25和OsABCG27参与ABA的外运； 在酵母细胞和BY2细胞中， AtABCG40也具有内运说　明　书 1/8 页 3 CN 114395563 A 3