一种定点突变创制草莓耐弱光种质的方法及其应用技术

本发明专利技术专利申请公开了一种定点突变创制耐弱光草莓种质的方法及其应用。本申请涉及基因工程领域，尤其是涉及草莓育种领域。本发明专利技术的培育耐弱光草莓的方法，包括向目的草莓中导入草莓基因组编辑的载体，得到叶色黄化的草莓突变体，突变体与目的草莓相比，在弱光下光合能力提高。采用本发明专利技术的方法能够实现对草莓的基因编辑，获得具有耐弱光能力的草莓，具有很高的育种和栽培价值。高的育种和栽培价值。高的育种和栽培价值。

【技术实现步骤摘要】
一种定点突变创制草莓耐弱光种质的方法及其应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及通过定点突变创制草莓种质的方法及其应用。

技术介绍

[0002]草莓是世界上最受欢迎的的水果之一，温室草莓种植业发展迅速，规模不断扩大。光合作用是植物生产的物质基础，受温度、湿度、CO2浓度、光照强度等多种环境因素的影响，光照强度对北半球中高纬度地区设施栽培的影响尤为重要，尤其是冬春季和一些雨水较多的地区，由于低温、弱光和高湿度的环境，使光合作用的效率比较低，导致草莓生长周期变长、产量低下、病虫害增多。因此，培育耐弱光的草莓种质，提高草莓的光合作用效率，对提高草莓的生产效率十分重要。
[0003]叶绿素分子可以吸收光能、向光合作用电子传递链输入电子，在反应中心驱动电荷分离，因此，叶绿素分子对光合作用至关重要。Mg
2+
插入到原卟啉IX(Proto IX)是公认的叶绿素合成的第一步，由镁螯合酶催化完成。因此，镁螯合酶是调控叶绿素合成的关键酶之一，由三个亚基CHLH,CHLD和CHLI组成，其中CHLI负责ATP酶的水解。作为叶绿素合成的关键基因，CHLI基因功能缺失导致叶片黄化。。
[0004]CRISPR/Cas9是基于细菌或古细菌规律成簇的间隔短回文重复CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)介导的获得性免疫系统衍生而来的基因编辑技术。该技术首先设计的一段sgRNA(单分子引导RNA，single guiding RNA)，该基因转录的RNA可以通过碱基互补配对识别目标DNA序列，指导Cas 9核酸酶切割识别的双链DNA，诱发同源重组(H DR，homologous directed repair)或非同源末端链接(NHEJ，non
‑
homologous end
‑
joining)，进而实现目的DNA编辑。基于细菌Ⅱ型免疫机制开发的基因编辑技术在植物特别是作物遗传改良上具有重大的应用前景。该技术的基本要求之一就是受体细胞内表达sgRNA，该分子负责识别特异性的基因编辑位点，然后介导结合Cas9蛋白行使DNA酶切活性，在设计的位点引入DNA双链断裂损伤，通过胞内的NHEJ或HDR修复途径引入突变。因此，sgRNA的表达是该技术的重要组成部分。

技术实现思路

[0005]本申请所要解决的技术问题是如何培育耐弱光的草莓。
[0006]本申请的专利技术人惊讶地发现，通过突变草莓叶绿素合成的关键基因CHLI，使得CHLI基因功能缺失获得的chli杂合突变体表现出更优异的耐弱光性，能够在弱光下(50μmol m
‑2s
‑1)，具有更强的光合作用效率。
[0007]在第一个方面中，本申请提供了一种培育耐弱光草莓的方法，所述方法包括突变叶绿素合成基因CHLI。
[0008]在第二个方面中，本申请提供了一种培育耐弱光草莓的方法，所述方法包括向目的草莓基因组中导入含有Cas9蛋白基因和sgRNA的草莓基因组编辑载体，其中所述sgRNA在
草莓中识别的靶标DNA为编码草莓CHLI蛋白的DNA片段。优选地，所述sgRNA识别的靶标位点为SEQ ID NO:3所示的DNA序列。
[0009]在第二方面的一个实施方案中，所述CHLI蛋白为含有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的蛋白质。
[0010]MASVLGTCST ATLAARPLSS PTSRTSIPSL SLTQGQSCGT KFYGGLRIHG KKSRARFHVA SVATEVNPSE QAQRLAAKES QRPVYPFAAI VGQDEMKLCL LLNVIDPKIG GVMIMGDRGT GKSTTVRSLT DLLPEIKIVA GDPYNSDPED PEAMGPEVRE SIIKGVQLPV ATTKINMVDL PLGATEDRVC GTIDIEKALT EGVKAFEPGL LAKANRGILY VDEVNLLDDH LVDVLLDSAA SGWNTVEREG ISISHPARFI LIGSGNPEEG ELRPQLLDRF GMHAQVGTVR DAELRVKIVE ERARFDKNPK EFRVSYEAEQ DKLQQQITSA RSGLSSVQID QDLKVKISRV CSDLNVDGLR GDIVTNRAAK ALAALKGRDK VTPEDIATVI PNCLRHRLRK DPLESIDSGL LVIEKFYEIF S(SEQ ID NO:1)
[0011]在第二方面的一个实施方案中，所述CHLI蛋白为其DNA编码序列含有本申请所述sgRNA序列或其互补序列的CHLI蛋白。
[0012]上述方法中，编码所述的CHLI蛋白质的chli基因具有如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列。
[0013]ATGGCATCAGTACTCGGAACTTGCTCCACCGCAACCTTGGCCGCTCGTCCTCTCTCATCTCCCACTTCCAGGACTTCAATTCCCTCCCTCTCTTTGACCCAAGGGCAGAGTTGTGGGACTAAGTTTTATGGAGGGTTAAGGATTCATGGGAAGAAGAGCAGGGCTCGGTTCCATGTTGCCAGTGTTGCCACTGAAGTCAACCCTTCTGAACAGGCACAGAGGCTTGCTGCTAAGGAGAGCCAGAGGCCGGTGTATCCATTTGCTGCTATTGTAGGACAGGATGAGATGAAACTGTGTCTTTTACTGAATGTGATTGACCCCAAGATTGGGGGTGTCATGATCATGGGTGATAGGGGAACTGGGAAATCCACAACTGTTAGGTCCTTGACTGATTTGCTTCCCGAAATTAAGATAGTTGCTGGTGATCCCTACAATTCAGACCCAGAAGATCCGGAGGCCATGGGCCCGGAAGTGAGGGAGAGCATTATTAAAGGAGTGCAACTTCCTGTGGCGACGACTAAGATCAACATGGTTGATTTACCTCTGGGTGCTACAGAAGATAGAGTGTGTGGGACAATTGACATTGAGAAAGCTCTGACTGAGGGTGTGAAGGCATTTGAACCGGGACTTCTTGCAAAAGCTAATAGAGGCATTCTTTATGTGGATGAAGTTAATCTGTTGGATGATCATTTAGTGGATGTTCTATTGGATTCTGCTGCCTCTGGATGGAACACAGTGGAGAGGGAGGGTATTTCGATTTCTCATCCAGCAAGATTCATTTTGATTGGTTCTGGCAATCCAGAAGAAGGGGAGCTCAGGCCGCAGTTGCTTGATCGTTTTGGTATGCATGCTCAAGTTGGGACTGTGAGGGATGCAGAACTGA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.培育耐弱光草莓的方法，包括向目的草莓导入草莓基因组编辑的载体，得到耐弱光草莓，所述耐弱光草莓与所述目的草莓相比，光合能力更强，适应弱光能力更强；所述草莓基因组编辑载体含有Cas9蛋白基因和sgRNA，所述sgRNA在草莓中识别的靶标DNA为编码草莓中CHLI蛋白的DNA片段。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述CHLI蛋白的氨基酸序列是SEQ ID NO:1。3.根据权利要求述1所述的方法，其特征在于：所述sgRN...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯嘉玥，马阳阳，文颖强，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：