调控番茄侧芽发育的SlARF10基因和SlmiR160b及其应用制造技术

本发明专利技术公开了调控番茄侧芽发育的SlARF10基因和SlmiR160b及其应用，SlmiR160b的前体核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，SlARF10基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。本发明专利技术利用过表达SlmiR160b或利用嵌合抑制子基因沉默技术(CRES‑T)抑制表达SlARF10基因，得到的转基因植物促进了侧芽的发生率且不改变侧芽的发生方式。揭示SlmiR160b和SlARF10基因是调控侧芽发育的关键靶点，且转基因植株的侧芽发生数目跟SlmiR160b的表达丰度在一定范围内成正相关关系，因此可以根据转基因株系中SlmiR160b的转录表达水平，筛选出侧芽发生大小及数目不同的植株形态。SlmiR160b和SlARF10基因的调控作用普遍适用于草本植物，为调控草本植物的侧芽发育提供了一种有效的技术手段，具有广泛的应用价值。

SlARF10 Gene and SmiR160b Regulating Lateral Bud Development in Tomato and Their Application

The present invention discloses SlARF10 gene and SmiliR160b which regulate lateral bud development of tomato and their applications. The precursor nucleotide sequence of SlAR160b is shown in SEQ ID NO.1, the nucleotide sequence of SlARF10 gene is shown in SEQ ID NO.2 and the coding amino acid sequence is shown in SEQ ID NO.3. The invention utilizes over-expression of Slmi 160b or chimeric suppressor gene silencing technology (CRES T) to inhibit the expression of SlARF 10 gene, and the obtained transgenic plant promotes the occurrence of lateral buds without changing the occurrence mode of lateral buds. It is revealed that the SLMI160b and SLARF10 genes are the key targets for regulating lateral bud development, and the number of lateral buds in transgenic plants is positively correlated with the expression abundance of SLMI160b in a certain range. Therefore, the plant morphology with different sizes and numbers of lateral buds can be screened according to the transcriptional expression level of SlMI160b in the transgenic lines. The regulation of Slmi 160b and SLAR F10 genes is generally applicable to herbaceous plants, which provides an effective technical means for regulating lateral bud development of herbaceous plants and has wide application value.

【技术实现步骤摘要】
调控番茄侧芽发育的SlARF10基因和SlmiR160b及其应用
本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及调控番茄侧芽发育的SlARF10基因和SlmiR160b及其应用。
技术介绍
侧枝在植物型态中是极其重要的因素，代表着植物对环境变化适应的可塑性，随着外界环境的变化，植物的外型也会相应的改变。在园艺植物造景或者蔬菜、大田作物生产上，侧枝具有不可替代的地位。如在景观园林领域，增加侧芽数目，可以增加冠幅，起到遮阴的效果。在农业生产上，作物分枝对农作物的产量具有重要影响，在实际生产中人们通过棉花、万寿菊、葡萄、茄子等打顶，果树修剪，增加水稻、小麦分蘖数等措施来去除顶端优势增加侧芽，进而达到增产的目的。基于侧枝在作物产量上的意义，如何充分利用侧枝与作物产量和品质上的协调关系也是当今育种学家所关注的问题。近几十年来，国内外研究者就侧枝的形成和发育以及调控因素等方面开展了。因此深入了解植物侧芽生长发育的机制对作物生产具有重要的意义。植物的侧芽发育受到各种外界环境条件、遗传因素和植物激素的影响。近几年来，科学家通过遗传学，分子生物学等手段，对植物侧芽发育调控分子机制的认识不断深入，通过研究侧枝的产生与发育，相继发现了一些调控侧芽、侧枝发育的基因，如在生长素信号通路识别途径中，目前已发现，IAA3,IAA9,SlTPL1，SlTPL6，SlARF2a等与侧芽发育相关，是侧芽发育的抑制因子，通过下调其表达，可以促进侧芽的发育(XuTetal.SlARF2aplaysanegativeroleinmediatingaxillaryshootformation.SciRep.2016)；专利201810681789.X公开了调控番茄侧芽发育的ARF8.1和ARF8.2基因及其应用，通过温和过表达促进侧芽发育；WangH等公开IAA9反向抑制(AS-IAA9)引起的侧芽改变(WangHetal.ThetomatoAux/IAAtranscriptionfactorIAA9isinvolvedinfruitdevelopmentandleafmorphogenesis.PlantCell.，2005)。但上述方法虽然能改变侧芽发生率，也改变侧芽发生的方式，即从顶端发生转变为底端发生，而侧芽底端发生的植株呈上稀疏下茂盛，整形修剪困难，营造的景观局限，进而大大的限制其使用范围。己有研究显示在番茄果实形成和发育过程中，控制生长素信号转导的生长素应答因子(ARF)和生长素/吲哚-3-乙酸(Aux/IAA)家族基因发挥着重要作用。生长素响应因子SIARF10是番茄ARF家族成员之一，对果实形成和发育过程也发挥着重要作用。最近报道在番茄中过表达SlARF10基因的表达能够抑制叶片的生长(Ben-Geraetal.Auxin-mediatedlaminagrowthintomatoleavesisrestrictedbytwoparallelmechanisms.Plant，2016)；梅丽华等通过在番茄植株中超表达和RNAi干扰SlARF10基因，证实SlARF10基因影响番茄果实在绿果期叶绿素的形成，进而影响多糖和淀粉的积累(“生长素响应因子基因在番茄果实发育过程中的功能研究”梅丽华,重庆大学硕士论文,2017)。microRNA(miRNA)是一类20～24个核苷酸长度的非编码单链小RNA分子，它通过碱基配对结合靶基因的miRNA，从而引起mRNA的降解或翻译抑制。miRNA在植物生长发育过程中发挥着重要的调控作用。miR160(microRNA160)是植物体内的一类保守miRNA，它通过调控其靶基因ARF的转录水平，参与植物诸多生理生化进程，在植物生长发育过程中发挥着重要的调节作用。现已证实番茄miRNA160可调控靶基因SlARF10、SlARF16和SlARF17，参与番茄生长发育的功能。刘欣等利用35Sm∷SlARF10-6(抗miRNA160降解的形式)转基因材料探讨了miRNA160调控SlARF10对番茄叶片失水速率的影响，并明确了ARF10通过直接影响气孔发育和水通道蛋白表达而增加番茄叶片的水分导度(“miRNA160通过SlARF10对番茄叶片失水和果实发育的调控作用”刘欣，博士学位论文，2016)。但miRNA160或SlARF10基因在番茄侧芽发育过程中的作用还未有发现。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供调控番茄侧芽发育的SlARF10基因和SlmiR160b及其应用，为植物侧芽发育的调控提供了新的靶点，同时还提供了构建方法，为植物形态特征的遗传改良提供了更好的选择。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：调控番茄侧芽发育的SlmiR160b，所述SlmiR160b的前体核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。调控番茄侧芽发育的SlARF10基因，所述SlARF10基因的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示；其编码的氨基酸序列如SEQIDNO.3所示。一种重组表达载体，包括SlmiR160b的前体核苷酸序列。这样，重组表达载体中SlmiR160b前体序列在启动子驱动下转录表达，转录后的SlmiR160b前体RNA经过一系列剪切加工获得SlmiR160b成熟体序列，进而组装形成RNA诱导的沉默复合体(RISC)，进而调控ARF的转录水平如抑制SlARF10基因转录表达水平。一种重组表达载体，包括SlARF10的核苷酸序列经嵌合抑制子SRDX形成的融合片段SlARF10-SRDX。这样，在重组表达载体中融合片段SlARF10-SRDX(含EAR抑制区LDLDLELRLGFA)在启动子的驱动下在转基因植株中过表达，去特异性抑制SlARF10互作因子及其作用靶标基因。一种包含上述重组表达载体的植物细胞系或植物转化体。SlARF10基因或SlmiR160b在促进植物侧芽发育中的应用。一种提高植物侧芽发育的方法，包括以下步骤：构建上述重组表达载体，并将其转入植物中，使SlmiR160b编码基因或SlARF10-SRDX融合基因过表达，即得到侧芽发育提高的植物；所述植物为草本植物。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术通过构建pSlARF10启动子与GUS融合表达分析发现，pSlARF10具有驱动基因在茎中维管组织(含韧皮部和木质部)特异性表达的特性，证实SlARF10基因参与调控茎中维管的形成和发生，很可能调控侧芽发育。本专利技术利用过表达技术和嵌合抑制子基因沉默技术(CRES-T)分别调控SlmiR160b和SlARF10基因表达，提高了植株的侧芽发生数目，表明SlmiR160b或SlARF10基因是调控植物侧芽发育的关键靶点，不仅能提高侧芽的发生率，而且不改变侧芽发生方式，区别于其他生长素信号途径中调控侧芽发育的关键因子(番茄IAA9、ARF8.1和ARF8.2等)，为侧芽发育的遗传改造提供了不同的选择；该方法可以营造不同的景观，进而扩展其使用范围。对于植物侧芽发育调控具有重要科学意义，同时在园艺园林以及农业生产领域有潜在的应用价值。2、本专利技术通过过表达SlmiR160b得到转基因植株，其中转基因植株的侧芽发生数目跟SlmiR160b的表达丰度在一定范围内成正相关关系。因此可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.调控番茄侧芽发育的SlmiR160b，其特征在于，所述SlmiR160b的前体核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.调控番茄侧芽发育的SlmiR160b，其特征在于，所述SlmiR160b的前体核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。2.调控番茄侧芽发育的SlARF10基因，其特征在于，所述SlARF10基因的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示。3.如权利要求2所述调控番茄侧芽发育的SlARF10基因编码的蛋白质，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNO.3所示。4.一种重组表达载体，其特征在于，包括权利要求1所述的SlmiR160b的前体核苷酸序列。5.一种重组表达载体，其特征在于，包括权利要求2所述的SlARF10的核苷酸序列经嵌合抑制子SRDX形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：符勇耀，杨利平，李昌满，徐文姬，朱艺勇，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50