(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 202210706207.5 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 刘彬　陈利萍　袁璐　陈小荣　 刘柯　杨洋　王挺进　吴素美　 肖朵红　张爱珺　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 邱启旺 (51)Int.Cl. C12N 15/54(2006.01) C12N 9/10(2006.01) C12N 15/11(2006.01)C12N 15/70(2006.01) C12N 1/21(2006.01) C12P 19/12(2006.01) C12P 19/18(2006.01) C12P 19/30(2006.01) C12R 1/19(2006.01) (54)发明名称 百山祖冷杉蔗糖合成 酶基因和产品及用途 (57)摘要 本发明提供了一种百山祖冷杉蔗糖合成酶 基因和产品及用途。 本发明首次从百山祖冷杉中 克隆得到 百山祖冷杉蔗糖合 成酶基因， 并确定其 核苷酸序列(SEQ  ID NO.1)以及 氨基酸序列(SEQ   ID NO.2)， 填补了现有 技术中对百山祖冷杉蔗糖 合成酶及其生物合成基因未知的空白， 为百山祖 冷杉的相关研究提供了理论和基础支持。 此外， 发明人通过将百山祖冷杉蔗糖合成酶基因重组 得到重组载体和工程菌， 并且成功纯化得到百山 祖冷杉蔗糖合成酶基因， 在体外酶活实验中该酶 可将蔗糖和尿苷二磷酸催化合成尿苷二磷酸葡 萄糖及其逆向反应， 是一种双向反应酶， 在生物 合成及其代谢途径中具有重要意 义。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 115125261 A 2022.09.30 CN 115125261 A 1.一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基因， 其特征在于， 百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的核苷 酸序列如SEQ  ID NO.1所示。 2.权利要求1所述百山祖冷杉蔗糖合成酶基因 的扩增引物对， 其特征在于， 所述扩增引 物对如下： 正向引物为SEQ  ID NO.3： 5’ ‑ATGGTTGCTGCAACGCTGAC C‑3’； 反向引物为SEQ  ID NO.4： 5’ ‑CTAGTCTGTACTCT TCTCTTCAAT‑3’。 3.一种百山祖冷杉蔗糖合成酶， 其特征在于， 百山祖冷杉蔗糖合成酶氨基酸序列如SEQ   ID NO.2所示。 4.一种含有百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的重组载体， 其特征在于， 所述重组载体包括 百山祖冷杉蔗糖合成 酶基因和载体； 百山祖冷杉蔗糖合成 酶基因核苷酸序列如SEQ  ID NO.1所示。 5.根据权利要求5所述的重组载体， 其特 征在于， 所述载体为表达载体或克隆载体。 6.一种含有百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的工程菌， 其特征在于， 所述工程菌包括百山 祖冷杉蔗糖合成酶基因和宿主细胞， 百山祖冷杉蔗糖合成酶基因核苷酸序列如SEQ  ID  NO.1所示。 7.根据权利要求7所述的工程菌， 其特征在于， 所述宿主细胞包括大肠杆菌DH5α 或大肠 杆菌BL21。 8.百山祖冷杉蔗糖合成酶或包含百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的重组载体/工程菌在生 产蔗糖、 尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖中的应用， 其特征在于， 百山祖冷杉蔗糖合成 酶基因核苷 酸序列如SEQ  ID NO.1所示， 百山祖冷杉蔗糖合成酶氨基酸序列如SEQ  ID NO.2 所示。 9.一种蔗糖和/或尿苷二磷酸葡萄糖的生产方法， 其特征在于， 利用百山祖冷杉蔗糖合 成酶催化蔗糖和尿苷二磷酸， 得到尿苷二磷酸葡萄糖， 或催化尿苷二磷酸葡萄糖得到尿苷 二磷酸和/或蔗糖， 百山祖冷杉蔗糖合成 酶氨基酸序列如SEQ  ID NO.2所示。 10.根据权利要求9所述的方法， 其特征在于， 所述百山祖冷杉蔗糖合成酶由包含百山 祖冷杉蔗糖合成 酶基因的重组载体/ 工程菌表达获得。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115125261 A 2百山祖冷杉蔗糖合成酶基因和 产品及用途 技术领域 [0001]本发明涉及植物分子生物学领域， 具体而言， 涉及一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基 因和产品及用途。 背景技术 [0002]百山祖冷杉(Abies  beshanzu ensis M.H.Wu)起源古老， 是第四纪冰川时期的孑遗 植物， 素有 “植物活化石 ”之称， 耐阴、 喜 冷湿， 分布于百山祖主峰海拔1740 ‑1750m处， 是低纬 度地区的冷杉属等高寒植物在第四纪冰川末期从低海拔向高海拔山体退缩的佐证。 百山祖 冷杉是国家一级重点保护野生植物， 目前， 野生成年百山祖冷杉全世界仅存3株， 处于极度 濒危状态。 百山祖冷杉对于其所在植物区系的发生和演变具有很高的科研和保护价 值。 [0003]百山祖冷杉属于菌根共生型植物， 脱离共生关系难以利用根系吸收利用 营养物 质， 糖是菌根共生型植物营养吸收限制的重要因素之一。 糖类是植物重要的结构组成、 能源 物质和调节根系功能的信号分子， 在植物体内运输过程对根系 形态建成至关重要。 蔗糖是 碳水化合物从光合作用来源组织转运到库组织的主要 形式， 不仅作为植物代谢的能量来源 和结构物质， 同时还作为信号分子调节相关基因， 参与植物体内众多生理生化代谢过程。 然 而， 目前关于百山祖冷杉中蔗糖 类合成酶的生物合成基因尚未被分离和鉴定 。 [0004]有鉴于此， 特提出本发明。 发明内容 [0005]本发明的第一目的在于提供一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基 因， 以填补现有技术对 百山祖冷杉中蔗糖 类合成酶及其生物合成基因未知的空白。 [0006]本发明第二目的在于提供百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的扩增引 物对， 可以快速、 准确得到百山祖冷杉蔗糖合成 酶基因。 [0007]本发明的第三目的在于提供百山祖冷杉蔗糖合成酶及其在生产蔗糖和/或尿苷二 磷酸葡萄糖中的应用， 填补现有技术中缺少百山祖冷杉蔗糖合成酶的空 白， 同时提供该合 成酶的工业应用。 [0008]本发明的第四目的在于提供一种蔗糖、 尿苷二磷酸和/或尿苷二磷酸葡萄糖 的生 产方法， 填补现有技术中缺少可以利用生物技术工业化生产蔗糖、 尿苷二磷酸和/或尿苷 二 磷酸葡萄糖方法的空白。 [0009]本发明的第五目的在于提供含有百山祖冷杉蔗糖合成酶基因的重组载体和工程 菌及其应用， 为百山祖冷杉蔗糖合成 酶的获取和利用提供 更简便的生物模块。 [0010]为了实现本发明的上述目的， 特采用以下技 术方案： [0011]一种百山祖冷杉蔗糖合成酶基因， 百山祖冷杉蔗糖合成酶基因核苷酸序列如SEQ   ID NO.1所示。 [0012]百山祖冷杉蔗糖合成 酶基因的扩增引物对， 所述扩增引物对如下： [0013]正向引物为： 5 ’ ‑ATGGTTGCTGCAACGCTGAC C‑3’(SEQ ID NO.3)；说　明　书 1/6 页 3 CN 115125261 A 3