本发明涉及基因工程，具体涉及两种荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45及其编码的产物和应用。
背景技术：
1、荆芥(schizonepeta tenuifolia)是唇形科、裂叶荆芥属植物，一年生草本。其最早被称为“假苏”记载于《神农本草经》，而“荆芥”之名始载于《吴普本草》，具有解表散风，透疹，消疮的功效，现代常用于感冒，头痛，麻疹，风疹，疮疡初起。《中国药典》(2020年版一部)规定荆芥药材挥发油含量不低于0.3％，荆芥挥发油有抗病毒、抗炎、镇痛、抗肿瘤、免疫调节、抗菌、止血等药理作用，其主要由单萜和倍半萜类化合物组成，如胡薄荷酮、薄荷酮、石竹烯等。
2、萜类化合物，是植物次生代谢产物中最大的一类，目前发现的萜类化合物已超过80000种，具有抗氧化、抗炎、抗癌、抑制肿瘤等生物活性。萜类化合物可以根据构成萜类骨架的基本异戊二烯单元(c5h8)的数量进行分类：单萜类(10c)、倍半萜类(15c)、二萜类(20c)等。萜类的合成有两条途径，分别是甲羟戊酸(mva pathway)途径和2-甲基-d-赤藓醇-4-磷酸途径(mep pathway)。源自mva或mep途径的萜类共同的前体二磷酸二甲基烯丙基(dmapp)和二磷酸异戊烯基(ipp)，由戊烯基转移酶催化产生直接前体香叶酰二磷酸(geranylpyrophosphate,gpp)、法呢基二磷酸(farnesyl pyrophosphate,fpp)和香叶基焦磷酸(geranylgeranylpyrophosphate,ggpp)，而直接前体随后经过萜类合成酶的催化作用生成各种萜类化合物。萜类化合物及其衍生化合物具有重要的药理活性和经济价值，例如红豆杉中的紫杉醇、青蒿中的青蒿素、人参中的人参皂苷和丹参中的丹参酮。萜类化合物也是结构最多样化的天然产物，而萜类合成酶(tps)在萜类化合物的生物合成中起着关键作用，大量的萜烯碳骨架也是由萜类合成酶形成的。同时，萜烯骨架多样性不仅源于萜类合成酶的数量，还源于这些催化剂从单一底物形成多种产物的能力。除了它们的主要产物外，在体外检测表达蛋白时，近一半的特征单萜和倍半萜合酶还形成大量的附加产物(至少占总量的10％)。当前，随着高通量测序技术及分子生物学的快速发展，不同植物tps基因家族相继被鉴定，对于植物中各种萜类合酶相关功能研究也已成为植物次生代谢途径研究的热点之一。
3、近年来基因组测序技术日益成熟，荆芥基因组测序也已完成。柠檬烯是荆芥挥发油成分的重要前体，其合成由归类于萜类合酶的柠檬烯合成酶(ls)催化，该酶的功能已经被表征，但是对于tps基因的家族分析并不完善，关于荆芥中倍半萜合成途径中生物合成基因还未被分离和鉴定。吉玛烯d为荆芥中重要的单环倍半萜化合物，是人工香料工业的成分，且拥有良好的抗菌活性，兼具有经济和药用价值。
4、鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有研究中关于荆芥中倍半萜合成途径的生物合成基因还未被分离和鉴定的问题，提供了吉玛烯d合酶基因sttps45及其编码的产物和应用。
2、为了实现上述目的，本发明公开了吉玛烯d合酶基因sttps45基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
3、本发明还公开了上述荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45编码的产物，编码产物的氨基酸序列如seq id no.2所示。
4、本发明还公开了上述荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45特异性引物，包括上游引物和下游引物。
5、本发明还公开了两种包含上述荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45的重组表达载体，所述表达载体为pet-32a。
6、本发明还公开了上述荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45在制备倍半萜类化合物中的应用，包括在细胞中转入荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45，在宿主细胞中表达荆芥吉玛烯d合酶，荆芥吉玛烯d合酶促进倍半萜类化合物的合成。
7、所述倍半萜类化合物为吉玛烯d。
8、与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明所提供的荆芥吉玛烯d合酶(sttps45)基因是首次从荆芥植物种克隆制备所得。荆芥吉玛烯d合酶(sttps45)是荆芥倍半萜合成途径的关键调控基因，可用于调节荆芥的吉玛烯d含量，该酶可以应用于以法呢基二磷酸(farnesyl pyrophosphate,fpp)为底物制备吉玛烯d的通路。利用本发明所提供的基因可以通过基因工程技术提高荆芥中药效成分吉玛烯d的含量，可用于其大量生成，为制备倍半萜类化合物提供了研究方向。
1.荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45，其特征在于，基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
2.两种如权利要求1所述的荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45编码的产物，其特征在于，该产物的氨基酸序列如seq id no.2所示。
3.根据权利要求2所述的产物，其特征在于，该产物为rna、多肽或蛋白质。
4.如权利要求1所述的荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45的特异性引物，其特征在于，包括上游引物和下游引物。
5.包含权利要求1所述的荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45的重组表达载体。
6.如权利要求5所述的两种包含荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45的重组表达载体，其特征在于，所述表达载体为pet-32a。
7.如所述的荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45在制备倍半萜类化合物中的应用。
8.如权利要求7所述的一两种荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45在制备薄荷烷型单萜类化合物中的应用，其特征在于，包括在细胞中转入荆芥吉玛烯d合酶基因sttps45，在宿主细胞中表达荆芥吉玛烯d合酶，荆芥吉玛烯d合酶促进倍半萜类化合物的合成。
9.如权利要求7所述的吉玛烯d合酶基因sttps45在制备倍半萜类化合物中的应用，其特征在于，所述倍半萜类化合物为吉玛烯d。
