MaGN12基因在调控香蕉果实生长上的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种糖原起始合成酶基因MaGN12在调控香蕉果实生长中的应用，过表达MaGN12能够显著增加果实大小，提高果实产量，例如将MaGN12基因导入香蕉中，获得35S启动子驱动的MaGN12转基因香蕉8个独立株系，过表达该基因提高了MaGN12表达量、果指长度、果指宽度、果穗轴长度、果实重量、总淀粉含量、支链淀粉含量、短链多糖链合成，且每个质体中淀粉颗粒数量也显著增加，<50μm淀粉颗粒数量明显增加，对增加果实体积、提高果实产量和培育高淀粉香蕉新品种具有重要意义。粉香蕉新品种具有重要意义。粉香蕉新品种具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
MaGN12基因在调控香蕉果实生长上的应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及MaGN12基因在调控香蕉果实生长上的应用。

技术介绍

[0002]糖原起始合成酶(Glycogenin,GN)是启动糖原合成的第一个限速酶。目前，大多数关于GN的研究主要集中在动物或人类(Bischof et al.,2013；Liu et al.,2021)。最早，GN被发现是位于糖原颗粒的核心蛋白，主要作为一种动物细胞能量储备形式(Cheng et al.,1995)。而植物通常以淀粉作为能量储备形式(Ball et a.,1996；Roach et al.,2012；Liu et al.,2021)。但最近有研究报道，GN可以影响红藻(Cyanidioschyzon merolae)细胞(Pancha et al.,2019)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶片(Chatterjee et al.,2005)等非贮藏器官淀粉的合成；而香蕉果实、谷物种子、马铃薯块茎和木薯块根等作为典型的贮藏器官，是人类饮食碳水化合物和食品加工原材料的主要来源，至今未见GN对植物贮藏器官发育或淀粉代谢影响的报道。
[0003]因此，开展香蕉MaGN12基因在植物贮藏器官中的应用研究是全新的，同时对增加果实体积、提高果实产量和培育高淀粉香蕉新品种具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供香蕉MaGN12基因在调控香蕉果实生长上的应用。
[0005]本专利技术的第一个方面是提供MaGN12基因在调控香蕉果实生长上的应用。
[0006]其中，过表达MaGN12基因增加了香蕉果指长度、果指宽度、果穗长度，提高了果实重量，提高了果实总淀粉含量，增加了支链淀粉含量，增加了果实<100DP短链多糖链链长分布，增加了果实质体中淀粉颗粒数量，增加了果实中淀粉颗粒数量，增加了果实中<50μm淀粉颗粒数量。
[0007]因此，本专利技术的第二个方面是提供香蕉MaGN12基因在增加果指长度、和/或增加果指宽度、和/或增加果穗长度、和/或提高果实重量、和/或提升果实总淀粉含量、和/或增加支链淀粉含量、和/或增加果实<100DP短链多糖链链长分布、和/或增加果实质体中淀粉颗粒数量、和/或增加果实中淀粉颗粒数量、和/或增加果实中<50μm淀粉颗粒数量中的应用。
[0008]本专利技术的第三个方面是提供含有香蕉MaGN12基因编码区的重组载体或宿主菌在调控果实生长上的应用。
[0009]其中，所述重组载体的原始载体可以采用基因重组领域中常用的载体，例如病毒、质粒等。本专利技术对此不进行限定。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述原始载体采用pBI121载体质粒，但应当理解的是，本专利技术还可以采用其他质粒、或者病毒等。
[0010]优选地，所述的果实为香蕉果实。
[0011]优选地，所述重组载体的原始载体为pBI121载体，香蕉MaGN12基因编码区序列位于pBI121载体的Xba I和Sac I两种限制性内切酶位点之间。
[0012]所述重组载体或宿主菌使过表达MaGN12基因增加了香蕉果指长度、果指宽度、果穗长度，提高了果实重量，提高了果实总淀粉含量，增加了支链淀粉含量，增加了果实<100DP短链多糖链链长分布，增加了果实质体中淀粉颗粒数量，增加了果实中淀粉颗粒数量，增加了果实中<50μm淀粉颗粒数量。
[0013]因此，本专利技术的第四个方面是提供含有香蕉MaGN12基因编码区的重组载体或宿主菌在增加香蕉果指长度、和/或增加果指宽度、和/或增加果穗长度、和/或提高果实重量、和/或提升果实总淀粉含量、和/或增加支链淀粉含量、和/或增加果实<100DP短链多糖链链长分布、和/或增加果实质体中淀粉颗粒数量、和/或增加果实中淀粉颗粒数量、和/或增加果实中<50μm淀粉颗粒数量中的应用。
[0014]其中，所述重组载体的原始载体可以采用基因重组领域中常用的载体，例如病毒、质粒等。本专利技术对此不进行限定。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述原始载体采用pBI121载体质粒，但应当理解的是，本专利技术还可以采用其他质粒、或者病毒等。
[0015]优选地，所述重组载体的原始载体为pBI121载体，香蕉MaGN12基因编码区序列位于pBI121载体的Xba I和Sac I两种限制性内切酶位点之间。
[0016]本专利技术提供了一种过表达糖原起始合成酶基因MaGN12在调控香蕉果实生长中的应用，过表达MaGN12能够显著增加香蕉果实大小，提高果实产量，例如将MaGN12基因导入香蕉中，获得35S启动子驱动的MaGN12转基因香蕉8个独立株系，过表达该基因提高了MaGN12表达量、果指长度、果指宽度、果穗轴长度、果实重量，总淀粉含量、支链淀粉含量、短链多糖链合成，每个质体中淀粉颗粒数量也显著增加，果实中<50μm淀粉颗粒数量明显增加，对增加果实体积、提高果实产量和培育高淀粉香蕉新品种具有重要意义。
附图说明
[0017]图1中(a)pBI121
‑
MaGN12载体构建模式图；(b
‑
c)pBI121
‑
MaGN12质粒转化至EHA105农杆菌菌株，浸染未成熟雄花薄片的结果图；(d
‑
f)香蕉中过表达MaGN12基因后不定芽和植株生长情况；(g)MaGN12转基因植株Southern blot分析图，M：Southern blot分析Marker，PC：阳性对照(pBI121载体质粒)，WT：野生型香蕉，L3、L8、L9、L10、L13、L14、L15和L25：MaGN12转基因香蕉植株；(h)MaGN12转基因香蕉植株的表达分析。
[0018]图2为实时荧光定量PCR仪(Mx3000P，Stratagene)中以MaActin为内参基因进行扩增检测的扩增反应运行程序。
[0019]图3为探针电泳检测。Lane M：DL2000 DNAMarker，Lane 1：dUTP标记的DNA探针HYG，Lane 2：对照的DNA片段HYG。
[0020]图4为基因组DNA的电泳检测结果。Lane M：DL2000 DNA Ladder，Lane 1：WT香蕉，Lane 2～9：MaGN12转基因香蕉1～8。
[0021]图5为基因组DNA酶切电泳检测结果。Lane M：DL5000 DNA Ladder，Lane 1：WT香蕉，Lane 2～9：MaGN12转基因香蕉1～8。
[0022]图6为香蕉中过表达糖原合成起始酶基因MaGN12导致果穗轴变长和果指变大的结果图。WT：野生型香蕉；L3、L8和L14：MaGN12转基因香蕉植株。
[0023]图7为香蕉中过表达MaGN12基因导致果指变长、变宽，果实重量增加和淀粉含量提升的结果图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.MaGN12基因在调控香蕉果实生长上的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，过表达MaGN12基因增加了香蕉果指长度、果指宽度、果穗长度，提高了果实重量，提高了果实总淀粉含量，增加了支链淀粉含量，增加了<100DP短链多糖链链长分布，增加了质体中淀粉颗粒数量，增加了<50μm淀粉颗粒数量。3.香蕉MaGN12基因在增加果指长度、和/或增加果指宽度、和/或增加果穗长度、和/或提高果实重量、和/或提升果实总淀粉含量、和/或增加支链淀粉含量、和/或增加<100DP短链多糖链链长分布、和/或增加质体中淀粉颗粒数量、和/或增加果实中淀粉颗粒数量、和/或增加果实中<50μm淀粉颗粒数量中的应用。4.含有香蕉MaGN12基因编码区的重组载体或宿主菌在调控果实生长上的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的果实为香蕉果实。6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，所述重组载体或宿主菌增加了香蕉果指长度、果指宽度、果穗长度，提高了果实重量，提高了果实总淀粉含量，增加了支链淀粉含...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗红霞，金志强，刘菊华，徐碧玉，孙佩光，苗雨露，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院三亚研究院，
类型：发明
国别省市：