谷胱甘肽S转移酶基因在提高芒果维生素C含量中的应用制造技术

本发明专利技术属于分子育种技术领域，公开了一种谷胱甘肽S转移酶基因MiGST1在提高芒果维生素C含量中的应用。所述基因MiGST1的核苷酸序列如SEQIDNO：1所示。本发明专利技术通过QTL定位、基因注释和代谢合成途径分析表明，编码谷胱甘肽S转移酶(GST)的MiGST1基因为抗坏血酸生物合成相关基因，MiGST1可以显著提高芒果果实抗坏血酸含量。GST酶活性检测表明，抗坏血酸含量随着谷胱甘肽S转移酶活性的增强而增加。通过分析谷胱甘肽S转移酶活性、基因表达和基因结构进一步验证了结果。这些发现阐明芒果中抗坏血酸的复杂调控机制。复杂调控机制。复杂调控机制。

【技术实现步骤摘要】
identify a QTL for acidity in apple.BMC Genomics 13:537)利用310个SSR标记构建了苹果遗传连锁图谱，在连锁群8上定位了一个控制苹果酸性性状的显性QTL，可以解释13.8％的表型变异，可用于分子标记辅助选择。Yamamoto等(Identification of QTLs controlling harvest time and fruit skin color in Japanese pear(Pyrus pyrifolia Nakai).Breeding Science 64:351
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361)构建了包含278个位点、长度为1039cM的遗传连锁图谱，并在LG8连锁群上绘制了一个控制果皮颜色的显性QTL，可连续两年在多个位点检测到，可用于分子生物学研究。吴等人(High
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density genetic linkage map construction and identification of fruit
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related QTLs in pear using SNP and SSR markers.Journal of Experimental Botany 65(20):5771
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5781)利用构建的梨遗传连锁图谱定位可溶性固形物含量、果皮颜色和果皮光滑度的QTL，这些QTL首次被检测到，对分析梨果实品质性状的分子遗传机制具有重要意义；Verdu等人(QTL Analysis and Candidate Gene Mapping for the Polyphenol Content in Cider Apple.PLoS ONE 9(10):e107103)利用构建的苹果遗传连锁图谱检测多酚的主要QTL，可用于分子标记辅助育种以改良苹果品种。Alpert和Tanksley(fw 2.2:a major QTL controlling fruit weight is common to both red
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and green
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fruited tomato species.Theor Appl Genet 91:994
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1000)检测到番茄果实重量的主效QTL，fw2.2，它位于2号染色体上，解释了F2近同基因系(NIL)种群中总表型变异的30％
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47％。幸运的是，Liu等人(Generation and Analysis of an Artificial Gene Dosage Series in Tomato to Study the Mechanisms by Which the Cloned Quantitative Trait Locus fw2.2 Controls Fruit Size.Plant Physiology 132(1):292
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299)克隆了QTL fw2.2并对其进行了功能鉴定，fw2.2的克隆使人们对果实发育的分子机制和果实大小特征的基因工程有了更好的了解。Kuhn等人(Genetic Map of Mango:A Tool for Mango Breeding.Frontiers in Plant Science 8:577)使用7个F1杂种群体开发了一个共有的遗传连锁图谱，鉴定了14个表型性状，其中一个非常重要的性状多胚性被定位到芒果的连锁群8上。迄今为止，在芒果中构建了四个遗传连锁图谱。果实品质性状的分子标记辅助育种已在苹果、梨等多种果树上成功应用。抗坏血酸是决定芒果果实或其它作物营养品质的主要成分。专利CN112080509A公开了一种草莓维生素C的合成相关基因FaGalLDH，将该基因在拟南芥中超量表达后，得到维生素C(AsA)含量显著提高的转基因植株，且提高了转基因植株的耐盐性。实验证明，FaGalLDH基因可以在体外合成维生素C，并且优化发现了最佳诱导条件，超量表达可显著提高转基因拟南芥叶片的维生素C含量，且对植物的正常生长没有明显的影响。专利CN 104372015 B公开了一种花生维生素C合成相关基因AhPMM，将该基因在花生中超量表达后，得到总维生素C和还原态维生素C(AsA)含量显著提高的转基因植株。实验证明，AhPMM基因超量表达可显著提高花生叶片的维生素C含量，且对花生的正常生长没有明显的影响。然而，芒果中维生素C的QTL定位和维生素C合成的分子机制尚未见报道。

技术实现思路

[0007]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种谷胱甘肽S转移酶基因MiGST1(gene ID:mango032916)。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述谷胱甘肽S转移酶基因MiGST1在提高芒果维生素
C含量中的应用。
[0009]本专利技术的再一目的在于提供谷胱甘肽S转移酶在提高芒果维生素C含量中的应用。
[0010]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0011]一种谷胱甘肽S转移酶基因MiGST1，所述基因MiGST1的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。
[0012]上述谷胱甘肽S转移酶基因MiGST1在提高芒果维生素C含量中的应用。
[0013]谷胱甘肽S转移酶在提高芒果维生素C含量中的应用。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015](1)本专利技术通过基因注释和代谢合成途径分析表明，编码谷胱甘肽S转移酶(GST)的MiGST1基因，为抗坏血酸生物合成相关基因，位于qAA1的定位区间。GST酶活性检测表明，抗坏血酸含量随着谷胱甘肽S转移酶活性的增强而增加。
[0016](2)本专利技术通过qRT
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PCR结果证明基因MiGST1在“Irwin”中表达，但在“Jin
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Hwang”中不表达。为了解析“Jin
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Hwang”和“Irwin”之间的MiGST1在两种材料中表达不同的分子机制，在“Jin
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Hwang”和“Irwin”之间进行了全基因组重测序。结果表明，“Jin
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Hwang”中存在终止密码子突变，导致终止密码子丢失，从而导致“Jin
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Hwang”中该基因失活。因此，我们最终确定了MiGST1作为候选基因，编码谷胱甘肽S转移酶调节芒果抗坏血酸(维生素C)含量。
附图说明
[0017]图1～3分别为2019～2021年“Jin
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Hwang
”ד
Irwin”作图群体果实中抗坏血酸含量的分布图。
[0018]图4为在高密度整合遗传连锁图谱上鉴定抗坏血酸含量的QTL结果图。图中A为沿20条染色体的抗坏血酸性状变异的LOD值；B为1号染色体上抗坏血酸含量变化的LOD值。
[0019]图5为基于AsA和GSH的抗氧化系统的假定代谢相互作用图。
[0020]图6为在亲本(“Jin
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谷胱甘肽S转移酶基因MiGST1，其特征在于，所述基因MiGST1的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。2.权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁清志，李丽，王松标，武红霞，许文天，郑斌，何小龙，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，
类型：发明
国别省市：