番茄SlOST1基因及应用制造技术

本发明专利技术公开了番茄SlOST1基因及应用，发明专利技术人利用基因编辑技术将SlOST1从野生型番茄中敲除进行功能验证，有利于从分子机制上阐明SlOST1在发育和植物干旱反应中的作用，为番茄分子育种提供理论基础和基因资源。SlOST1基因缺失可导致番茄矮化，晚花，且产量降低。这也体现了SlOST1在植物生长发育过程中扮演着关键作用。

【技术实现步骤摘要】
番茄SlOST1基因及应用
本专利技术属于生物
，具体涉及番茄SlOST1基因及应用。
技术介绍
番茄由于具有低热量、富含抗氧化的番茄红素、多种矿物质和维生素等优势，深受人们喜爱；根据世界粮农组织统计，全球番茄总产值每年接近1千亿美元，因此被称为“世界第一大蔬菜作物”。SnRK2(SNF1-relatedproteinkinase2)家族是一类具有典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守结构域的蛋白激酶，在植物感知和应答外界环境胁迫信号以及植物激素脱落酸(abscisicacid，ABA)信号转导过程中起着重要的调控作用。拟南芥基因组中有10个SnRK2家族成员，但仅III类SnRK2成员的激酶活性可被ABA激活，且参与渗透胁迫应答。OpenStomata1(OST1)是调节植物气孔运动和逆境胁迫响应的一个关键蛋白激酶。近年来，研究发现OST1不仅在ABA信号转导和非生物胁迫响应中起到重要作用，它还能够参与植物生长发育的调控。然而在番茄中SlOST1调节植物发育和抗逆的功能仍然未知。因此解析番茄中SlOST1调控植株生长发育和耐旱的生物学功能，能为挖掘番茄生长发育和耐旱基因提供重要理论依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供番茄(Solanumlycopersicum)SlOST1基因以及其应用，主要是其调节植株生长发育和干旱应答的功能解析。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：专利技术通过生物信息学分析和鉴定了番茄中的SlOST1基因，SlOST1基因全长编码框核苷酸序列长度为1089bp，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。番茄SlOST1基因编码的蛋白，由362个氨基酸组成，分子量大小约为41.1kD，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。上述番茄SlOST1基因编码的蛋白还可以包括将SEQIDN0：2氨基酸序列经过一个或多个((如1-30个；较佳地1-20个；更佳地1-10个；如5个，3个))氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(1)蛋白功能的由(1)衍生的蛋白；或与(1)限定的蛋白序列有80％((较佳地90％以上，如95％，98％，99％或更高))以上同源性且具有(1)蛋白功能的由(1)衍生的蛋白。也就是说本专利技术所保护的基因的功能，不仅包括上述番茄SlOST1基因，还包括与SEQIDNO：1具有较高同源性(如同源性高于40％；较佳地高于50％；较佳地高于60％；更佳地高于70％；更佳地高于80％；更佳地高于90％；更佳地高于95％；更佳地高于98％)的同源基因。此外本专利技术还构建番茄SlOST1基因编辑载体，含有上述基因的表达载体、基因编辑遗传材料以及含有所述载体的宿主细胞也落入本专利技术的保护范围之内。本专利技术还将所述的基因编辑载体利用农杆菌转化法导入到野生型番茄。获得SlOST1功能缺失的基因编辑番茄植物。本专利技术的最主要的目的是公开了番茄中SlOST1基因的应用，对SlOST1基因进行了克隆和鉴定，并通过构建基因敲除系，分析SlOST1基因在番茄生长发育和耐旱中的生物学功能。本专利技术还公开了番茄SlOST1基因在调控植株生长发育和干旱胁迫反应中的应用，通过实验得出：(1)番茄SlOST1基因编辑植物具有矮化表型；(2)番茄SlOST1基因编辑植物具有晚花表型；(3)番茄SlOST1基因编辑植物具有产量降低表型(4)番茄SlOST1基因编辑植物对干旱敏感；上述应用通过正常培养条件和模拟干旱实验得出结论。通过基因敲除株系和野生株系的比较，得出该基因主要有以下方面的应用：番茄SlOST1基因在提高番茄产量和/或提高抗旱性和/或提早番茄开花时间中的应用。抑制番茄SlOST1基因的功能在矮化番茄植株和/或延迟番茄植株开花时间中的应用。其中，矮化表现包括茎高、叶片长度和宽度均有明显降低。本专利技术中，对于适用于本专利技术的植物没有特别的限制，只要其适合进行基因的转化操作，如各种农作物、花卉植物、或林业植物等。所述的植物比如可以是(不限于)：双子叶植物、单子叶植物或裸子植物。作为一种实施方式，所述的“植物”包括但不限于：茄科的番茄，凡是具有该基因或者与之同源的基因均适用。尤其适用于需要矮化的植物，比如蔷薇科苹果树、樱桃树；在实际的应用过程中，对于需要提高产量和/或提高抗旱性和/或提早开花时间的植物，均可以通过转基因的方式培育转入该基因的株系。本专利技术中所说的“植物”包括整株植物，其亲本和子代植株以及植物的不同部位，包括种子、果实、芽、茎、叶、根(包括块茎)、花、组织和器官，在这些不同的部分均有我们目的基因或者核酸。这里所提及的“植物”也包括植物细胞、悬浮培养物、愈伤组织、胚、分生组织区、配子体、孢子体、花粉和小孢子，同样，其中每种前述对象包含目的基因/核酸。本专利技术包括任何植物细胞，或任何由其中的方法获得或可获得的植物，以及所有的植物部分及其繁殖体。本专利也包含由任何前述方法所获得的转染细胞、组织、器官或完整植物。唯一的要求是子代表现出相同的的基因型或表型特征，使用本专利中的方法获得的子代特性相同。本专利技术还扩展到如上所述的植物的可收获的部分，但不限于种子、叶、果实、花、茎、根、根茎、块茎和球茎。同时进一步涉及植株收获后的其他衍生物，如干燥颗粒或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白质。本专利技术还涉及由相关植物获得的食品或食品添加剂。本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术通过生物信息分析获得番茄SlOST1基因，并克隆得到番茄SlOST1基因。(2)专利技术人利用基因编辑技术将SlOST1从番茄MT中敲除进行功能验证，有利于从分子机制上阐明SlOST1在发育和植物干旱反应中的作用，为番茄分子育种提供理论基础和基因资源。(3)SlOST1基因缺失可导致番茄矮化，晚花，且产量降低。这也体现了SlOST1在植物生长发育过程中扮演着关键作用。(4)通过转基因技术，为今后获得高产量的株系，提高植物抗旱性，以及使得植株提早开花具有十分重要的意义。(5)对于一些需要矮化的植物如果树和观赏植物(减少不必要的养分消耗，以便充分利用光能，地力，提早结果、提高产量或增加观赏效果)，可以通过敲除SlOST1同源基因的方式；对于在特殊情况下，需要推迟植物开花时间的情况，也可以采用敲除SlOST1同源基因的方式，因此该基因为植物育种提供一种新的途径。附图说明图1是拟南芥SnRK2.6s和番茄SnRK2.6s家族成员序列分析；图中，(A)图是拟南芥SnRK2.6s和番茄SnRK2.6s家族的系统发育树；(B)图是拟南芥和番茄OST1的蛋白序列比对分析。图2是番茄SlOST1基因敲除靶点SgRNA的设计示意图。图3是SlOST1基因敲除转基因番茄阳性苗鉴定；图中，(A)图是T1代阳性苗的SlOST1基因PCR鉴定及Cas9基因的PCR鉴定电泳图；(B)图是纯合SlOST1基因敲除株系的基因编辑类型。图4是野生型番茄株系(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.番茄SlOST1基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.番茄SlOST1基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。


2.权利要求1所述番茄SlOST1基因编码的蛋白，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。


3.扩增权利要求1所述番茄SlOST1基因的引物，其特征在于，其正向引物序列如SEQIDNO：3所示，反向引物序列如SEQIDNO：4所示。


4.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝英方，许睿，郭鹏程，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41