番茄基因SlCIPK7在调控植物抗旱性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种番茄基因SlCIPK7在调控植物抗旱性中的应用，属于植物基因工程和分子育种技术领域。本发明专利技术通过CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除番茄基因SlCIPK7，能够在后代中筛除Cas9序列，避免了转基因技术造成的外源基因插入的问题，不会影响其它基因的正常表达。本发明专利技术获得了敲除SlCIPK7的纯合突变体，通过一系列实验证明：与野生型相比，SlCIPK7基因敲除突变体植株的干旱胁迫耐受性显著增强，且不干扰植株的生长发育，是一种理想的抗旱种质资源。源。源。

【技术实现步骤摘要】
番茄基因SlCIPK7在调控植物抗旱性中的应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程和分子育种
，具体涉及一种番茄基因SlCIPK7在调控植物抗旱性中的应用。

技术介绍

[0002]番茄是世界普遍栽培的果蔬之一，具有重要的经济价值和食用价值。番茄的生长发育过程需要大量的水分，干旱胁迫会严重影响番茄的生长发育，造成番茄产量降低。我国是世界上重要的番茄种植和出口国之一，同时也是世界上淡水资源最缺乏的国家之一。因此，探究番茄抗旱机理，挖掘抗旱基因，培育番茄抗旱新品系，从源头解决番茄不耐旱的问题，具有非常重要的实际生产价值。
[0003]目前，通过转基因的方法已经分离和鉴定了许多与番茄抗旱性相关的基因。然而很多的抗旱基因对番茄正常生长或增产潜力会有负面影响，例如在遭遇干旱胁迫时，会使番茄植株变得矮小，减少能量或水分的流失以适应逆境。因此，尽管已经有一些策略能提高番茄的抗旱性，但由于抗旱性状的生理和遗传复杂性，在提高植株抗旱能力的同时，可能还会影响植株在正常条件下的生长发育。所以现有技术在改善番茄抗旱性或开发抗旱种质资源方面仍进展缓慢。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种番茄基因SlCIPK7在调控植物抗旱性中的应用。本专利技术研究发现：在番茄中敲除SlCIPK7基因可以有效的增强番茄植株的抗旱性，且不影响番茄的正常生长发育。本专利技术为番茄抗旱新品种的选育提供了重要的种质资源。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供番茄基因SlCIPK7在如下(1)
‑
(2)至少一项中的应用：
[0007](1)调控番茄抗旱性；
[0008](2)培育番茄抗旱种质资源；
[0009]所述番茄基因SlCIPK7的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0010]上述应用中，所述番茄基因SlCIPK7作为负调控因子调控番茄抗旱性；且不影响番茄的正常生长发育。
[0011]上述应用中，所述番茄基因SlCIPK7通过调控番茄植株的气孔关闭对ABA的敏感性来提高番茄抗旱性。
[0012]进一步的，包含上述番茄基因SlCIPK7的CRISPR/Cas9基因编辑表达载体、重组菌和/或转基因细胞系在调控番茄抗旱性中的应用，也是本专利技术的保护范围。
[0013]本专利技术的第二方面，提供番茄基因SlCIPK7编码的蛋白在调控番茄抗旱性中的应用。
[0014]上述应用中，番茄基因SlCIPK7编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，具体
如下：
[0015]MVVRKVGKYEVGRTIGEGTFAKVKFAQNTETGESVAMKVLDRSTIIKHKMVDQIKQEISIMKLVRHPYVVRLHEVIATRTKIYIILEFITGGELFDKIVHHGRLSEAESRRYFQQLIDGVDYCHIKGVYHRDLKPENLLLDSQANLKISDFGLSASPGEGVNILKTTCGTPNYVAPEVLSHKGYDGAVADIWSCGVILYVLMAGYLPFDEVDLTTLYAKIDKADFSCPSWFPVGAKSLIHRILDPNPQTRIRIEEIRNDEWFKKNYDPVKVMEYEDVNLDDINAAFDDTEEEASNEQCDNADAGPLALNAFDLIILSQGLNLSILFDRGQDSMKHHQTRFLTQKPAKVVLSSMEVVAQSMGFKTHIRNFKMRVEGLSTNKTSHFSVILEVFEVAPTFFMVDVQKAAGDASEFLKFYKNFCGNLEDIIWRPPDESCKSKVTKARSRKR
[0016]本专利技术的第三方面，提供一种提高番茄抗旱性的方法，包括将番茄中SEQ ID NO.1所示的SlCIPK7基因敲除的步骤。
[0017]优选的，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将番茄中SEQ ID NO.1所示的SlCIPK7基因敲除。
[0018]本专利技术的第四方面，提供一种培育抗旱能力提高的番茄种质资源的方法，包括如下步骤：
[0019](1)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，设计特异性靶向SlCIPK7基因编码序列的sgRNA，并构建CRISPR/Cas9载体；通过CRISPR/Cas9载体转化出发番茄，将出发番茄中的SlCIPK7基因敲除，获得T1代转基因番茄；
[0020](2)将T1代转基因番茄自交一代，在T2代中筛选不含转基因筛选标记的番茄，最终获得不含外源转基因的敲除SlCIPK7的番茄纯合突变体；所述番茄纯合突变体的抗旱能力高于出发番茄。
[0021]步骤(1)中，所述sgRNA的序列如SEQ ID NO.3所示；具体如下：
[0022]sgRNA：5
’‑
GCTTCGATCGAGGACTTTCA
‑3’
。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术通过CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除番茄基因SlCIPK7，能够在后代中筛除Cas9序列，避免了转基因技术造成的外源基因插入的问题，不会影响其它基因的正常表达。本专利技术获得了敲除SlCIPK7的纯合突变体，通过一系列实验证明：与野生型相比，SlCIPK7基因敲除突变体植株的干旱胁迫耐受性显著增强，且不干扰植株的生长发育，是一种理想的抗旱种质资源。
附图说明
[0025]图1：番茄SlCIPK7基因敲除突变体的CRISPR/Cas9靶位点测序分析。其中，(A)：番茄SlCIPK7基因结构分析及CRISPR/Cas9靶位点位置。
▆
代表编码序列，
━
代表非编码序列。(B)：CRISPR/Cas9转基因植株的基因编辑模式分析。红色箭头表示突变位置。slcipk7
‑
1和slcipk7
‑
10为SlCIPK7基因敲除突变体的两个独立株系。
[0026]图2：番茄SlCIPK7基因敲除突变体对干旱胁迫的响应。其中，(A)：干旱处理后不同植株的生长状况。(B)：干旱处理前后，不同植株的叶片相对含水量；*代表差异显著(Two
‑
Way ANOVA，多重T检验，P<0.05)，ns代表没有显著差异。(C)：不同植株的离体叶片失水率。
[0027]图3：SlCIPK7基因敲除突变体气孔对ABA的响应。其中，(A)：slcipk7突变体气孔密度的代表性图片。比例尺为50μm。(B)：不同背景植株叶片下表皮气孔密度量化结果。(C)：ABA诱导气孔关闭实验中，番茄气孔的代表性图片；比例尺为10μm。(D)：ABA处理前后，气孔
开度的量化结果。*代表差异显著(Two
‑
Way ANOVA，多重T检验，P<0.05)，ns代表没有显著差异。
[0028]图4：干旱胁迫后，slcipk7植本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.番茄基因SlCIPK7在如下(1)
‑
(2)至少一项中的应用：(1)调控番茄抗旱性；(2)培育番茄抗旱种质资源；所述番茄基因SlCIPK7的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述番茄基因SlCIPK7作为负调控因子调控番茄抗旱性，且不影响番茄的正常生长发育。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述番茄基因SlCIPK7通过调控番茄植株的气孔关闭对ABA的敏感性来提高番茄抗旱性。4.包含权利要求1所述番茄基因SlCIPK7的CRISPR/Cas9基因编辑表达载体、重组菌和/或转基因细胞系在调控番茄抗旱性中的应用。5.番茄基因SlCIPK7编码的蛋白在调控番茄抗旱性中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，番茄基因SlCIPK7编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。7.一种提高番茄抗旱性的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李厦，吴举华，刘琪，李恩，张彦，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：