番茄SlBTB19基因、蛋白及其在提高植物耐低温能力中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种番茄SlBTB19基因、蛋白及其在提高植物耐低温能力中的应用，所述基因SlBTB19的核苷酸序列为SEQ ID NO.1，其对应的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。通过基因手段构建番茄SlBTB19基因敲除植株，调控所述基因SlBTB19的表达水平来研究其对番茄低温抗性的调控机制，结果发现，SlBTB19基因沉默植株可以提高番茄的低温抗性。本发明专利技术提供的SlBTB19基因为培育耐低温番茄新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值，为研究番茄植物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理奠定理论基础。理论基础。

Tomato slbtb19 gene, protein and their application in improving plant low temperature tolerance

The invention discloses a tomato slbtb19 gene, protein and its application in improving the low temperature tolerance of plants. The nucleotide sequence of the gene slbtb19 is SEQ ID No.1, and its corresponding amino acid sequence is shown in SEQ ID No.2. Construct tomato slbtb19 gene knockout plants by genetic means, and regulate the expression level of the gene slbtb19 to study its regulation mechanism of low temperature resistance of tomato. The results showed that slbtb19 gene silencing plants can improve low temperature resistance of tomato. The slbtb19 gene provided by the invention provides gene resources for cultivating new low-temperature tolerant tomato varieties, has good potential application value, and lays a theoretical foundation for studying the mechanism of tomato plants' response to stress signals and the molecular mechanism of tolerance to adverse environments. Theoretical basis< br/>

【技术实现步骤摘要】
番茄SlBTB19基因、蛋白及其在提高植物耐低温能力中的应用


[0001]本申请涉及基因工程及分子生物学领域，尤其涉及一种番茄SlBTB19基因、蛋白及其在提高植物耐低温能力中的应用。

技术介绍

[0002]温度对作物的生长发育至关重，直接影响到作物的产量和品质。我国各地冬春季节的冷害、设施环境中早晚的低温威胁极大地影响了番茄等喜温作物的光合作用，限制了我国蔬菜的生产和供应。冷害会导致植株生长受到抑制，膜脂相变，代谢紊乱，导致果实产量品质下降，造成严重的经济损失。因此探究蔬菜作物在低温响应及信号传导过程中的关键基因，并利用现代分子技术手段提高蔬菜作物对低温的抗性具有非常重要的意义。
[0003]番茄(Solanum lycopersicum L.)起源于南美洲的安第斯山脉，据考证明代时，中国的栽培番茄最早通过西洋传教士从欧洲传入，最初被人们作为观赏性食物，后来才逐渐对其果实进行食用。自上世纪50年代初以来，番茄产业发展迅速，如今已经成为人们家中常备的果菜种类。从研究角度来看，番茄为喜温植物，对低温敏感，其基因组小，且易于转化，因此被广泛用于功能基因组学、分子生物学等研究中。以番茄为对象进行研究，不仅能够直接促进番茄产业的发展，也能为探究植物在冷害冻害下的伤害机制及应答机制，提高植物的抗寒性提供理论依据。
[0004]BTB蛋白是一类最早在果蝇中发现的含有保守结构域的蛋白，它参与真核生物生长发育过程的多个阶段，例如向光性生长、抗逆性、泛素、26S蛋白酶体降解过程、离子通道以及细胞循环调控等。BTB/>‑
TAZ蛋白(BT蛋白)是属于BTB蛋白的一个亚家族，它作为骨架蛋白，可以与不同的底物蛋白互作，参与不同的信号途径中调控植物的生长发育。目前关于BT蛋白的研究大多集中于拟南芥、苹果上，如AtBT2能够与生长素相关激酶PID1互作，负调控其激酶活性，影响植物体内生长素信号；在苹果中，BTB
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TAZ蛋白BT2通过抑制MYB1基因的表达显著减少了乙烯、ABA、强光、干旱胁迫和机械损伤诱导的花青苷生物合成。这些均说明BT蛋白可能参与植物对逆境胁迫的应答过程。
[0005]然而关于番茄BT蛋白的研究极少，番茄中BT蛋白在低温胁迫中的作用及调控机制也未见报道。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本申请实施例提供一种番茄SlBTB19基因、蛋白及其在提高植物耐低温能力中的应用。
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种提高番茄耐低温能力的基因，所述基因为番茄SlBTB19基因，所述番茄SlBTB19基因具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。
[0008]根据本申请实施例的第二方面，提供番茄SlBTB19基因在提高番茄耐低温能力中的应用，通过基因CRISPR/Cas9技术使得所述番茄SlBTB19基因的表达水平下降，所述SlBTB19的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]进一步地，通过基因CRISPR/Cas9技术使得所述基因SlBTB19发生突变；所述基因CRISPR/Cas9技术具体如下：
[0010]利用CRISPR
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P网站设计SlBTB19基因靶序列，合成的靶序列退火后连接到U6
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26
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sgRNA1
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SlBTB19
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SK载体的Bbs I位点，然后将新得到的U6
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26
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sgRNA1
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SlBTB19
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SK片段连接到pCAMBIA1301载体的Hind III/Kpn I位点，构建出番茄SlBT19基因CRISPR表达载体；其中，所述sgRNA的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示；
[0011]将番茄SlBT19基因CRISPR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，获得耐低温的转基因植株。
[0012]进一步地，所述番茄SlBT19基因CRISPR表达载体为具有35S启动子的表达载体。
[0013]进一步地，所述35S启动子的表达载体为载体pCAMBIA1301。
[0014]进一步地，基因CRISPR表达载体质粒为pCAMBIA1301
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U6
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26
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sgRNA1
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SlBTB19
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35S
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cas9SK。
[0015]进一步地，所述宿主细胞为大肠杆菌细胞或农杆菌细胞。
[0016]进一步地，所述农杆菌为GV3101。
[0017]根据本申请实施例的第三方面，提供一种提高番茄耐低温能力的蛋白，所述蛋白为番茄SlBTB19蛋白，所述番茄SlBTB19蛋白具有SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列。
[0018]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0019]由上述实施例可知，本申请通过基因手段构建番茄SlBTB19基因敲除植株，调控所述基因SlBTB19的表达水平来研究其对番茄低温抗性的调控机制，结果发现，SlBTB19基因敲除植株的低温抗性增强。本专利技术为培育耐低温番茄新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值，为研究番茄植物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理奠定理论基础。
[0020]本专利技术首次构建了番茄SlBT19基因敲除的转基因植株，并进行功能研究。通过低温处理实验，发现SlBTB19基因在番茄耐低温胁迫中起到负向调控的作用。
[0021]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
[0022]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。
[0023]图1为本申请实施例中SlBTB19基因敲除番茄株系的sgRNA序列的测序结果；
[0024]图2为本申请实施例中野生型和SlBTB19 Crispr/Cas9基因敲除植株在低温处理6天后的表型；
[0025]图3为本申请实施例中野生型和SlBTB19 Crispr/Cas9基因敲除植株在低温处理6天后的相对电导率；
[0026]图4为本申请实施例中野生型和SlBTB19 Crispr/Cas9基因敲除植株在低温处理6天后的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)变化。
[0027]图5为本申请实施例中野生型和SlBTB19 Crispr/Cas9基因敲除植株在低温处理6h抗冷基因表达水平的变化，其中A为番茄CBF1基因的表达水平，B为番茄CBF2基因的表达
水平，C为番茄CBF3基因的表达水平。
具体实施方式
[0028]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，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高番茄耐低温能力的基因，所述基因为番茄SlBTB19基因，所述番茄SlBTB19基因具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。2.番茄SlBTB19基因在提高番茄耐低温能力中的应用，通过基因CRISPR/Cas9技术使得所述番茄SlBTB19基因的表达水平下降，所述SlBTB19的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。3.根据权利要求2所述的应用，通过基因CRISPR/Cas9技术使得所述基因SlBTB19发生突变；所述基因CRISPR/Cas9技术具体如下：利用CRISPR
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P网站设计SlBTB19基因靶序列，合成的靶序列退火后连接到U6
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sgRNA1
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SlBTB19
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SK载体的Bbs I位点，然后将新得到的U6
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sgRNA1
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SlBTB19
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SK片段连接到pCAMBIA1301载体的Hind III/Kpn I位点，构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：周艳虹，刘斯迪，徐进，胡璋健，齐振宇，喻景权，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：