番茄转录因子SlWOX13基因及其蛋白和应用制造技术

本发明专利技术公开了番茄转录因子SlWOX13基因及其蛋白和应用。所述番茄转录因子SlWOX13基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术首次鉴定了番茄转录因子SlWOX13的功能，该基因在番茄多个组织器官中均有表达，并能响应乙烯信号，参与调控番茄果实的成熟进程。亚细胞定位分析表明该基因定位于细胞核，具有转录激活活性。将该基因在番茄果实中过表达，发现其上调乙烯合成和信号转导相关基因、类胡萝卜素合成相关基因及成熟相关转录因子的表达，促进番茄果实成熟。进一步利用Crispr

【技术实现步骤摘要】
番茄转录因子SlWOX13基因及其蛋白和应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及一个调控番茄果实成熟的转录因子基因SlWOX13的克隆、功能验证及其应用。

技术介绍

[0002]果实是人类膳食的重要组成部分，也是各种营养成分与功能活性物质的重要来源。果实成熟是由内源因子和外源环境因子所诱导的一个复杂而有序的过程，伴随着色泽、质地、风味等生理变化，是由一系列成熟相关基因特异有序的表达的结果(Giovannoni.2004)。一直以来，果实成熟的研究主要集中在解析环境因子和激素信号调控果实成熟的机制(Giovannoni et al.,2017)。当前，转录因子及其介导的转录调控网络在果实成熟中的调控作用是采后生物学研究的重点和热点(Giovannoni et al.,2017)。大量成熟相关的转录因子被发现和验证。然而，成熟相关转录因子及其介导的转录调控网络如何精准调节番茄果实成熟进程尚不清晰。
[0003]WOX转录因子家族是植物特有的一类转录因子家族，广泛参与植物的干细胞调控、胚胎及胚后发育、组织器官的发生和形成等过程，对植物的发育过程有十分重要的生物学意义。然而，WOX转录因子在果实成熟中的作用及其调控机制尚未被揭示。
[0004]番茄是双子叶模式植物和重要的经济作物，其生长发育过程能够直接影响其最终的产量和品质。中国是世界上番茄栽培面积最大、生产总量最多的国家。然而，由于产业的科技投入不足导致科技推广滞后，主要以鲜果为主的销售方式限制了番茄采后储藏运输、果实后熟等进程，直接影响商品质量和食用品质。因此，从番茄中发掘研究可以调控番茄果实成熟的基因具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供番茄WOX转录因子(SlWOX13)基因及其应用。
[0006]本专利技术首次验证番茄SlWOX13基因功能，该基因在番茄多个组织器官中均有表达，并能响应乙烯水平变化，参与调控番茄果实的成熟进程。亚细胞定位分析表明该基因定位于细胞核。将该基因在番茄果实中过表达，发现其上调乙烯合成和信号转导相关基因、类胡萝卜素合成相关基因及成熟相关转录因子的表达，促进番茄果实成熟。进一步利用Crispr
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Cas9技术将该基因敲除，则下调上述相关基因的表达，延缓果实成熟。本专利技术揭示了番茄SlWOX13在感调控果实成熟方面的功能特征，为番茄果实新品种培育提供了潜在有价值的基因资源。
[0007]本专利技术的第一个目的是提供一种克隆自番茄的，WOX转录因子蛋白
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SlWOX13蛋白，所述蛋白为本专利技术所述SlWOX13基因编码的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0008]本专利技术的第二个目的是提供上述WOX转录因子蛋白
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SlWOX13蛋白的编码基因
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SlWOX13基因，所述SlWOX13基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]本专利技术所述SlWOX13基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。所述SlWOX13基因编码的蛋白包括274个氨基酸，与拟南芥AtWOX13同源性最高。
[0010]本专利技术的第三个目的是提供上述SlWOX13蛋白或其编码基因
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SlWOX13基因在调控番茄果实成熟时间或番茄遗传育种中的应用。
[0011]优选，是在响应乙烯信号，调控番茄果实成熟过程中的应用。
[0012]本专利技术通过实验发现，SlWOX13基因在所有检测的组织中广泛表达，并在果实、茎和花中表达最高。SlWOX13蛋白定位于细胞核，具有转录激活活性。SlWOX13基因在果实成熟过程中显著上调表达。外源乙烯处理可以上调SlWOX13基因表达，而1
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MCP处理则下调SlWOX13基因表。由此可见，SlWOX13基因能够响应响应乙烯信号，进而调控果实成熟进程。此外，在番茄果实中过表达SlWOX13基因，上调乙烯合成和信号转导相关基因、类胡萝卜素合成相关基因及成熟相关转录因子的表达，促进番茄果实成熟。进一步利用CRISP
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Cas9技术将该基因敲除，则下调上述相关基因的表达，延缓果实成熟。
[0013]本专利技术的第四个目的是提供一种延缓番茄果实成熟的方法，其中，包括：敲除番茄果实中SlWOX13基因，抑制其表达。其中，可以通过CRISP
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Cas9技术在番茄果实中敲除SlWOX13基因。本专利技术将SlWOX13基因在番茄果实中敲除后发现其下调乙烯合成和信号转导相关基因、类胡萝卜素合成相关基因及成熟相关转录因子的表达水平，抑制乙烯合成和类胡萝卜素的合成，进而延缓番茄果实成熟进程。
[0014]具体地，所述方法包括：在SlWOX13基因序列的第一个外显子处设计2条sgRNA，连接至pPTG
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sgRNA
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Cas9
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AtU6
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1载体，获得pPTG
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SlWOX13重组载体；将所述pPTG
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SlWOX13重组载体转化入农杆菌中，通过农杆菌介导的番茄外植体转化方法获得敲除SlWOX13基因的番茄植株。
[0015]本专利技术的第五个目的是提供一种促进果实成熟的方法，其中，包括：使SlWOX13基因在番茄果实中过表达，获得过表达SlWOX13基因的转基因番茄果实，发现转基因番茄中乙烯合成和信号转导相关基因、类胡萝卜素合成相关基因及成熟相关转录因子的表达水平显著上调，促进乙烯合成和类胡萝卜素的合成，果实成熟期被提前。
[0016]具体地，所述方法包括：将SlWOX13基因序列两端加上BamH1接头，连接至pBI
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GFP载体，获得pBI
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SlWOX13
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GFP重组载体；将所述pBI
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SlWOX13
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GFP重组载体转化入农杆菌中，通过农杆菌介导的番茄外植体转化方法获得过表达SlWOX13基因的番茄植株。
[0017]本专利技术具有如下有益效果：
[0018]本专利技术首次公开了番茄WOX转录因子(SlWOX13)基因的核苷酸、编码氨基酸序列，研究了其在果实成熟中的作用。并采用转基因的方法在番茄中过表达和敲除SlWOX13基因，研究了SlWOX13基因对果实成熟的影响及其调控果实成熟的机制。
[0019]本专利技术揭示了番茄SlWOX13基因在响应乙烯信号，调控番茄果实成熟方面的功能特征。为进一步理解WOX转录因子在果实成熟调控中的作用提供理论基础，并在调控番茄果实成熟和新品种培育中具有重要指导意义。
附图说明
[0020]图1是番茄SlWOX13基因与拟南芥WOX家族基因编码的蛋白的进化关系，亚细胞定
位和SlWOX13基因。其中(a)表示番茄SlWOX13基因与拟南芥WOX家族本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种番茄WOX转录因子家族蛋白
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SlWOX13蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。2.权利要求1所述的SlWOX13蛋白的编码基因
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SlWOX13基因。3.根据权利要求2所述的SlWOX13基因，其特征在于，所述SlWOX13基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。4.权利要求书1所述的SlWOX13蛋白，或权利要求2或3所述的SlWOX13基因在调控番茄果实成熟或番茄遗传育种中的应用。5.一种延缓番茄果实成熟的方法，其特征在于，敲除番茄果实中SlWOX13基因，所述SlWOX13基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，是通过CRISPR
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Cas9技术在番茄果实中敲除SlWOX13基因。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在SlWOX13基因序列的第一个外显子处设计2条sgRNA，连接至pPTG
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sgRNA
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Cas9
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At...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国祥，段学武，李志伟，蒋跃明，
申请(专利权)人：中国科学院华南植物园，
类型：发明
国别省市：