一种调控植物器官形态的功能基因AcPI及其应用制造技术

本发明专利技术属于生物工程技术领域，具体涉及一种调控植物器官形态的功能基因AcPI及其应用。所述功能基因AcPI是从凤梨中克隆得到的，所述功能基因AcPI的核苷酸序列如SEQID No:1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。将所述克隆得到的功能基因AcPI插入到超表达载体上组成重组质粒，将所述重组质粒转化农杆菌，经叶盘法转化烟草后，使其在烟草中过量表达，与野生植株相比，花冠和花萼表现异常。本发明专利技术有助于进一步了解凤梨果眼的形成机理，利用生物手段调节凤梨果眼的形态和深浅，对其品种改良具有重要意义。良具有重要意义。良具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种调控植物器官形态的功能基因AcPI及其应用


[0001]本专利技术属于生物工程
，具体涉及一种具有调控植物器官形态的功能基因AcPI及其应用。

技术介绍

[0002]凤梨(Ananas comosus)是重要的热带果树和观赏植物，其聚花果顶生，肉质小果顶部有一个呈囊状凹陷的空腔结构，俗称“果眼”。果眼深浅因品种而异，是衡量果实品质的重要经济性状，不仅决定着果皮厚度和果实食用率，也会给消费者食用时带来不便。龚雪(2016)对
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神湾
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、
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MD
‑2’
凤梨果眼深度测定结果显示，果实中部小果果眼深分别约为1.3cm和0.75cm，两端浅约0.2cm；机械削皮后的可食率仅为51.5％和64.4％。对于凤梨果实发育研究，而目前国内外的研究基本都集中在肥料、生长调节物质等对果实大小和含糖量等的影响，迄今为止，国内外既未见凤梨果眼结构、形成与发育过程研究报道，也未见对果眼类型及其深浅差异发生机制等方面的报道。因此，解析果眼的结构、形成过程和发育规律以及鉴定果眼发育相关基因，对其品种改良具有重要意义。
[0003]MADS
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box基因家族在B类基因中，包括拟南芥和金鱼草中的APETALA3(AP3)/DEFICIENS(DEF)和PISTILLATA(PI)/GLOBOSA(GLO)基因，大多报道与花瓣和雄蕊发育有关(Tanaka et al.,2009)，它们在开花植物的花瓣和雄蕊发育中起着关键作用(Goto et al.,1994；Theien,2001；Sundstrom et al.,2006；Jing et al.,2015；Githeng et al.,2020)。但其在凤梨中的表达模式和功能作用尚不清楚，对调控植物器官大小引起果形的改变鲜少有人报道。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的第一个目的是提供一种调控植物器官形态的功能基因AcPI，是从凤梨中克隆得到的，其核苷酸序列如SEQ ID No:1所示。
[0005]进一步地，所述AcPI基因编码的氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。
[0006]进一步地，所述功能基因AcPI包含了由59个氨基酸组成的高度保守M结构域，由27个氨基酸组成的保守I域，由82个氨基酸组成的保守K域，由29个氨基酸组成的不保守C域。
[0007]进一步地，经实时荧光定量表达分析，所述功能基因AcPI在凤梨品种“神湾”的花萼在花序显露、开花、谢花、果实膨大、果实成熟五个阶段都有表达，且表达量从大到小依次为：花序显露期＞开花期＞谢花期＞果实膨大期＞果实成熟期。
[0008]本专利技术还提供了上述功能基因AcPI在调控植物器官形态中的应用。
[0009]进一步地，上述应用是将所述功能基因AcPI插入到超表达载体上组成重组质粒，将所述重组质粒转化农杆菌，经叶盘法转化烟草后，使其在烟草中过量表达，植株花冠和花萼表现异常。
[0010]进一步地，所述超表达载体为pK7WG2D或pDonr，所述农杆菌菌株为GV3101。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提供了上述功能基因AcPI的载体。
[0012]本专利技术还提供了上述功能基因AcPI的宿主细胞。
[0013]本专利技术还提供了所述功能基因AcPI编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0015](1)本专利技术成功克隆出了
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神湾
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凤梨中的功能基因AcPI，通过测定AcPI在花序显露、开花、谢花、果实膨大及果实成熟等一系列发育时期的表达情况发现该功能基因在花序显露时花萼的表达量最高，随后一直下降，功能基因AcPI可能参与果实早期时花萼的发育，由于果眼形成始于花芽分化，花萼生长发育可对果眼的形态和深浅产生影响，对其品种改良具有重要意义。
[0016](2)本专利技术构建了功能基因AcPI的超量表达载体pK7WG2D
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AcPI，通过根癌农杆菌介导异源转化烟草，成功获得AcPI基因超量表达转基因阳性株系，对转基因烟草和WT植株进行形态观察发现，两者在株型、茎叶形态等方面没有明显差异，经过表型鉴定转基因系的花冠和花萼出现不同程度的畸形。
附图说明
[0017]图1是AcPI基因结构图，图1A是AcPI的结构图，图1B是AcPI的ORF序列与氨基酸的比对。
[0018]图2是AcPI蛋白的二级结构预测。
[0019]图3是AcPI蛋白的三级结构预测(按红橙黄绿青蓝紫的顺序指示N端到C端)。
[0020]图4是AcPI与其他物种结构域比对以及进化树构建：图4A：AcPI与其他物种结构域比对分析(红色线代表MADS
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box域；蓝色线代表I region域；黄色线代表K
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box域；紫色线代表C
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region)；图4B：AcPI系统进化树。
[0021]图5是AcPI基因在不同时期花萼和苞片中的表达。
[0022]图6是pDNOR和pK7WG2D载体图谱，A：pDonr221图谱；B：pK7WG2D图谱。
[0023]图7是根癌农杆菌介导pK7WG2D
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AcPI转化烟草的过程：A
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F.营养生长期；G.生殖生长期，标尺＝6cm。
[0024]图8是AcPI转化植株DNA水平的阳性鉴定(A)及阳性植株的PCR产物测序(B)，M：Marker DL2000。
[0025]图9是AcPI过表达转基因植株转录水平上的电泳检测，A.RNA电泳检测图；B、D.用NTActine引物检测cDNA质量电泳图；C、E.转基因植株阳性检测电泳图；M：Marker DL2000；WT为野生型烟草；Plasmid为阳性对照。
[0026]图10是过表达AcPI植株表达量检测结果(AcPI的表达水平相对于内参基因AcActin)。
[0027]图11是过表达AcPI植株烟草形态学观察(A
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G为转基因烟草植株；H
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J为野生型烟草植株)。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，
本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为可从商业途径得到的试剂和材料。
[0030]材料分别采自广州华南农业大学园艺学院凤梨种质圃品种
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神湾
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(Ananas comosus L.cv.
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控植物器官形态的功能基因AcPI，其特征在于，所述功能基因AcPI是从凤梨中克隆得到的，所述功能基因AcPI的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示。2.根据权利要求1所述的功能基因AcPI，其特征在于，所述AcPI基因编码的氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。3.根据权利要求1所述的功能基因AcPI，其特征在于，其包含了由59个氨基酸组成的高度保守M结构域，由27个氨基酸组成的保守I域，由82个氨基酸组成的保守K域，由29个氨基酸组成的不保守C域。4.根据权利要求1所述的功能基因AcPI，其特征在于，经实时荧光定量表达分析，所述功能基因AcPI在凤梨品种“神湾”的花萼在花序显露、开花、谢花、果实膨大、果实成熟五个阶段都有表达，且表达量从大到小依次为：花序显露期＞开花期＞谢花期＞果实膨大期＞果...

【专利技术属性】
技术研发人员：何业华，吴竞，张伟，刘朝阳，栾爱萍，钟乙中，钟紫琴，易文，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：