黄瓜CsLsi2基因及其编码的蛋白和应用制造技术

本发明专利技术涉及黄瓜CsLsi2基因及其编码的蛋白和应用。所述黄瓜CsLsi2基因核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，该基因编码的蛋白序列如SEQ ID NO:2所示。本发明专利技术通过全基因组关联分析及筛选后克隆得到了与黄瓜果霜性状密切相关的黄瓜CsLsi2基因，该基因表达水平与黄瓜果霜含量呈正相关，而在黄瓜基因如SEQ ID NO:1所示序列的第754位的碱基由C变为T后会导致氨基酸翻译的提前终止。黄瓜CsLsi2基因的克隆及表达分析对解决黄瓜果霜基因资源难以筛选的问题起到了很大程度的促进作用。

Cslsi2 gene of cucumber and its encoded protein and Application

【技术实现步骤摘要】
黄瓜CsLsi2基因及其编码的蛋白和应用
本专利技术涉及基因工程
，具体涉及黄瓜CsLsi2基因及其编码的蛋白和应用。
技术介绍
黄瓜是重要的膳食维生素C来源。由于具有产量高、效益好等特点，是现有的一种主栽蔬菜作物，而黄瓜品质的好坏直接决定着生产者的效益。外观品质隶属品质范畴，果霜则属于黄瓜重要的外观品质之一，在较大程度上影响黄瓜的销售。一般而言，少果霜、瓜条亮且顺直的品种较受市场欢迎。长久以来，有关黄瓜果霜的组份及形成存在争议，一种观点认为：黄瓜果霜的形成是果皮单细胞垂直皮面分裂的结果，表皮单细胞分裂形成的毛状细胞进一步分裂为柄、粒两部分；随着果实的生长发育，粒部细胞逐渐分裂由6-8个充满内含物的细胞组成的球体，同时伴随这细胞核的消失，等到商品成熟阶段，球体分泌出的内含物与球体共同分布于黄瓜果实表皮，即所谓的果霜(松本美枝子，1980)。另外一种观点认为：果霜就是硅化物(Samulesetal.,1993；沈琼，2013)。尽管存在争议，研究者通过系类生产及生理试验(如嫁接及外源硅的喷施)证实硅影响黄瓜果霜形成的结论逐步被广泛认可，但目前有关果霜形成的基因挖掘及可能的调控机制进展缓慢。迄今以环境因素以及嫁接对果霜形成的影响研究较为集中，而开展果霜性状的遗传研究尚少，且多局限于目标基因的定位及分子标记开发，不同研究小组结果之间存在较大差异。沈琼等(2012)研究认为黄瓜果霜的有无或多少由1对主效基因控制，有或多果霜表现为部分显性；田桂丽等(2015)则认为黄瓜果霜性状的遗传符合1对加性主基因+加性-显性多基因(D-2)模型。出现这种研究结论不统一的主要原因可能在于：(1)各个研究小组所采用的试验材料遗传背景不同，特别是绝对无果霜黄瓜种质材料几乎没有；(2)对果霜性状的田间调查标准难以把握，导致相互间研究结果的差异较大；(3)环境条件的影响加大了对果霜性状田间调查的难度，导致数据统计的准确性较差。前人研究中的这些问题充分说明了黄瓜果霜性状研究的复杂性，因而单纯采用遗传分离、图位克隆、精细定位等传统手段挖掘果霜形成相关基因存在着诸多困难。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在黄瓜基因克隆困难、品质难以提高的技术问题，本专利技术提供一种黄瓜CsLsi2基因及其编码的蛋白和应用。第一方面，本专利技术提供一种黄瓜CsLsi2基因，所述黄瓜CsLsi2基因的核苷酸序列为：i)SEQIDNO:1所示的核苷酸序列；或ii)SEQIDNO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。本专利技术进一步提供上述黄瓜CsLsi2基因编码的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列为：i)SEQIDNo.2所示的氨基酸序列；或ii)SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸且具有同等功能活性的氨基酸序列。本专利技术进一步提供扩增出上述黄瓜CsLsi2基因序列的引物对，所述引物对的核苷酸序列为：CsLsi2-F：5'-ATGGCCATGGATCATACTGTAA-3'CsLsi2-R：5'-TCATTTTATAAGAACTAAACCA-3'。本专利技术进一步提供含有上述黄瓜CsLsi2基因的表达盒。本专利技术进一步提供含有上述黄瓜CsLsi2基因的重组表达载体。本专利技术进一步提供含有上述黄瓜CsLsi2基因或重组表达载体的工程菌或转基因细胞。第二方面，本专利技术提供一种黄瓜CsLsi2基因的表达抑制剂在制备果霜含量低的植物中的应用，所述黄瓜CsLsi2基因的表达抑制剂为能够通过基因敲除或RNA干扰的方式抑制黄瓜CsLsi2基因表达的试剂。进一步地，所述植物为双子叶植物，所述双子叶植物优选为葫芦科作物。第三方面，本专利技术提供上述黄瓜CsLsi2基因或该基因编码的蛋白调控黄瓜果霜性状方面的应用。本专利技术进一步提供上述黄瓜CsLsi2基因或该基因编码的蛋白在降低黄瓜的果皮果霜含量方面的应用。进一步地，所述应用具体为使黄瓜基因中如SEQIDNO:1核苷酸序列第754位由C突变为T。更进一步，所述黄瓜为黄瓜3548-1、黄瓜3549-1、黄瓜3555-1、黄瓜3554-1、黄瓜3555-1或黄瓜5553-1中的一种或多种。本专利技术提供了黄瓜CsLsi2基因及其编码的蛋白和应用。本专利技术基于近等基因系材料背景下性状产生的生理基础以及全基因组范围内扫描硅相关基因，通过检测候选基因与群体的方法克隆得到果霜相关基因CsLsi2，该基因在果皮及刺中优势表达，并且表达水平与硅的含量相关，具有较多的果霜的黄瓜品系中黄瓜CsLsi2基因表达量高，果实果皮几乎无果霜的黄瓜品系中黄瓜CsLsi2基因表达量低极低；本专利技术进一步对果实果霜不同的品系中黄瓜CsLsi2基因克隆后发现在SEQIDNO:1第754位的碱基由C变为T后会导致氨基酸翻译的提前终止；黄瓜CsLsi2基因的克隆及表达分析对解决黄瓜果霜基因资源难以筛选的问题起到了很大程度的促进作用。附图说明图1是本专利技术实施例1提供黄瓜3402自身嫁接(3402/3402)、经黑籽南瓜嫁接的黄瓜3402(3402/Cf)和经北农亮砧嫁接的黄瓜3402(3402/Cm)果实表皮果霜的差异对比图，其中B、B1、B2、C、C1、C2为在电镜扫描下的结果示意图；图2是本专利技术实施例1提供的黄瓜3402自身嫁接(3402/3402)、经黑籽南瓜嫁接的黄瓜3402(3402/Cf)和经北农亮砧嫁接的黄瓜3402(3402/Cm)果实表皮果霜变化示意图；图3是本专利技术实施例2提供的对黄瓜高代自交系3548-1、3549-1进行硅增施以及硅吸收抑制后，果实硅含量变化的示意图；图4为本专利技术实施例3提供的黄瓜3548-1和黄瓜3549-1果实果霜对比图；图5为本专利技术实施例3提供的黄瓜3548-1和黄瓜3549-1果皮及果肉硅含量对比图；图6为本专利技术实施例3提供的黄瓜3548-1和黄瓜3549-1果皮能谱检测分析结果图；图7是本专利技术实施例4提供的黄瓜CsLsi1/CsiT-1基因和CsiT-2基因在黄瓜3549-1、黄瓜3548-1、黄瓜3555-1、黄瓜3554-1、黄瓜5553-1和黄瓜5552-1中表达水平变化示意图；图8是本专利技术实施例4提供的黄瓜CsLsi2基因在黄瓜3549-1、黄瓜3548-1、黄瓜3555-1、黄瓜3554-1、黄瓜5553-1和黄瓜5552-1中的克隆对比图；图9是本专利技术实施例5提供的黄瓜CsLsi2基因的蛋白跨膜区分析图；图10是本专利技术实施例6提供的黄瓜CsLsi2基因在黄瓜3548-1和黄瓜3549-1根部、茎、叶、雌蕊、雄蕊、果实、果皮和果肉中的表达分析图；图11是本专利技术实施例6提供的黄瓜CsLsi2基因在黄瓜3549-1、黄瓜3548-1、黄瓜3555-1、黄瓜3554-1、黄瓜5553-1和黄瓜5552-1中的果皮中的表达分析图。...

【技术保护点】
1.黄瓜CsLsi2基因，其特征在于，所述黄瓜CsLsi2基因的核苷酸序列为：/ni)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或/nii)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。/n

【技术特征摘要】
1.黄瓜CsLsi2基因，其特征在于，所述黄瓜CsLsi2基因的核苷酸序列为：
i)SEQIDNO:1所示的核苷酸序列；或
ii)SEQIDNO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。


2.权利要求1所述黄瓜CsLsi2基因编码的蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列为：
i)SEQIDNo.2所示的氨基酸序列；或
ii)SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸且具有同等功能活性的氨基酸序列。


3.用于扩增出权利要求1所述黄瓜CsLsi2基因的引物对，其特征在于，所述引物对的核苷酸序列为：
CsLsi2-F：5'-ATGGCCATGGATCATACTGTAA-3'
CsLsi2-R：5'-TCATTTTATAAGAACTAAACCA-3'。


4.含有权利要求1所述黄瓜CsLsi2基因的生物材料，所述生物材料为表达盒、重组表达载体、工程菌或转基因细胞。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：任华中，刘兴旺，张亚琦，董明明，翟许玲，尹帅，陈淑英，徐硕，冯钟萱，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11