番茄SlSPY基因在控制番茄果实成熟进程中的应用制造技术

本申请公开了一种番茄SlSPY基因在控制番茄果实成熟进程中的应用，通过基因过表达技术使得所述番茄SlSPY基因的表达水平上升；所述番茄SlSPY基因的核苷酸序列：SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。通过基因手段构建番茄SlSPY过表达植株和基因敲除植株，调控所述基因SlSPY的表达水平来研究其对番茄果实成熟的调控机制，结果发现，SlSPY过表达可以提高绿熟期的番茄果实对乙烯的敏感性，加快番茄果实转色，促进果实软化和番茄红素等类胡萝卜素积累。而在SPY基因敲除植株中，番茄果实转色与软化过程受到抑制，番茄红素等类胡萝卜素积累少于同时期的野生型果实。期的野生型果实。

【技术实现步骤摘要】
番茄SlSPY基因在控制番茄果实成熟进程中的应用


[0001]本申请涉及基因工程、分子生物学及生理学等领域，具体地说，尤其涉及SlSPY基因在促进番茄果实成熟中的应用。

技术介绍

[0002]番茄(Solanum lycopersicum L.)属于茄科作物，番茄属的一年生或多年生草本植物，是世界上广泛栽培的蔬菜。番茄果实成熟经历一系列复杂的生理生化过程，其中颜色、风味、香气、质地和营养都会发生剧烈的变化，这使得番茄的果实营养丰富，成为人类饮食中重要的营养水果。番茄果实是呼吸跃变型果实，其成熟过程通常伴随着乙烯含量急剧升高，因此乙烯在番茄果实成熟过程中发挥重要的作用。然而，乙烯信号传导途径各组分在番茄果实成熟过程中的作用还需要进一步研究。
[0003]同时，番茄因其基因组小，生长周期短，且与拟南芥、水稻、玉米等模式植物亲缘关系较远而成为研究肉质果实发育和成熟的模式植物。并且，得益于已经完成的栽培番茄全基因组精细序列分析，番茄功能基因组学及分子遗传学研究日渐深入。SlSPY作为番茄中的O-GlcNAc转移酶，与动物OGT序列相似性极高。O-GlcNAc糖基化现象自1984年由美国约翰霍普金斯大学教授发现后至今，一直是糖生物学的研究热点。O-GlcNAc修饰蛋白参与到多个生理过程中，人体许多疾病都与O-GlcNAc修饰水平有关，如肥胖、癌症、糖尿病等。SPY-like作为高等光合植物中特有的OGT，在很多高等植物的基因组中高度保守。然而O-GlcNAc修饰在植物中的研究鲜见报道。先前研究表明，SPY可以作为GA信号的负调控因子。在拟南芥中，spy突变体的表型与过量施用赤霉素得到的表型非常相似。但SlSPY在番茄果实成熟过程中的作用还未有报道。SlSPY作为O-GlcNAc转移酶在番茄果实成熟过程中的作用还有待研究。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种SlSPY基因在促进番茄果实成熟中的应用，以解决可调节番茄上市时间的问题。
[0005]根据本申请实施例，提供一种番茄SlSPY基因在控制番茄果实成熟进程中的应用，通过基因过表达技术使得所述番茄SlSPY基因的表达水平上升；所述番茄SlSPY基因的核苷酸序列：SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。
[0006]本实例中番茄SlSPY基因为以下1)-4)中的任意一种核苷酸序列：
[0007]1)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；
[0008]2)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具有不改变原核苷酸序列功能的核苷酸序列；
[0009]3)在严格条件下与SEQ ID NO：1所示序列杂交获得的具有相同功能的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1
×
SSPE或含0.1％SDS的0.1
×
SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；
[0010]4)与1)、2)或3)的核苷酸序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白质的核苷
酸序列。
[0011]由上述的番茄SlSPY基因编码获得的蛋白质，该蛋白质具有以下之一的氨基酸序列：
[0012]1)SEQ ID No：2所示的氨基酸序列；
[0013]2)SEQ ID No：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活性的由1)衍生的蛋白质。
[0014]应当理解，本领域技术人员可根据本专利技术公开的氨基酸序列，在不影响其活性的前提下，取代、缺失和/或增加一个或几个氨基酸，得到所述蛋白的突变序列。应理解，考虑到密码子的简并性及不同物种密码子的偏爱性，本领域技术人员可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。
[0015]进一步地，所述基因过表达技术具体如下：
[0016]提取番茄总RNA，反转录获得cDNA，以cDNA为模板，F和R为引物，扩增SlSPY基因，将扩增产物构建到植物过表达载体上；所述引物F和R的核苷酸序列如SEQ ID NO：3和4所示；
[0017]将植物过表达载体导入宿主细胞中，再利用其侵染目的植株，筛选阳性转基因植株，获得转基因植株。
[0018]进一步地，所述宿主细胞为大肠杆菌细胞或农杆菌细胞，优选所述农杆菌为EHA105。
[0019]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0020]由上述实施例可知，本申请通过基因手段构建番茄SlSPY过表达植株或基因敲除植株，调控所述基因SlSPY的表达水平来研究其对番茄果实成熟的调控机制，结果发现，SlSPY过表达可以提高番茄果实对乙烯的敏感性，促进番茄果实转色，类胡萝卜素积累和果实硬度下降，进而促进果实成熟低。因此，番茄SlSPY基因通过提高番茄果实对乙烯的敏感性从而促进其果实成熟。本专利技术提供的SlSPY基因为早熟或晚熟番茄新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值，可以通过转基因技术，调节番茄果实上市时间，减少成熟果实堆积腐烂。
[0021]本专利技术首次构建了番茄SlSPY基因过表达和基因敲除的转基因植株，并进行功能研究。通过标记开花时间，发现SlSPY基因在番茄果实中能够促进番茄果实转色成熟。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0024]图1为本专利技术实施例3中SlSPY基因过表达番茄株系的植物蛋白Western Blot检测结果。
[0025]图2为本专利技术实施例3中SlSPY基因敲除番茄株系的sgRNA序列的测序结果。
[0026]图3为本专利技术实施例4中过表达SlSPY、SlSPY基因突变和野生型番茄植株在花后30天、35天、40天、45天和50天时果实转色情况。
[0027]图4为本专利技术实施例5中过表达SlSPY、SlSPY基因突变和野生型番茄植株在破色和
破色后7天时果实番茄红素等类胡萝卜素含量变化。
[0028]图5为本专利技术实施例6中过表达SlSPY、SlSPY基因突变和野生型番茄植株在花后30天、35天、40天、45天和50天时果实硬度变化。
[0029]图6为本专利技术实施例7中过表达SlSPY、SlSPY基因突变和野生型番茄植株在处理乙烯抑制剂(1-MCP)、空气或乙烯后果实转色情况。
[0030]图7为本专利技术实施例7中过表达SlSPY、SlSPY基因突变和野生型番茄植株在处理1-MCP、空气或乙烯后果实番茄红素等类胡萝卜素含量变化。
[0031]图8为本专利技术实施例7中过表达SlSPY、SlSPY基因突变和野生型番茄植株在处理1-MCP、空气或乙烯后果实硬度变化。
具体实施方式
[0032]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.番茄SlSPY基因在控制番茄果实成熟进程中的应用，通过基因过表达技术使得所述番茄SlSPY基因的表达水平上升；所述番茄SlSPY基因的核苷酸序列：SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。2.根据权利要求1所述，其特征在于，所述基因过表达技术具体如下：提取番茄总RNA，反转录获得cDNA，以cDNA为模板，F和R为引物，扩增SlSPY基因，将扩增产物构建到植物过表达载体上；所述引物F和R的核苷酸序列如SEQ ID NO：3和4所示；将植物过表...

【专利技术属性】
技术研发人员：周艳虹，徐进，姜小春，蔡溧聪，喻景权，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：