菜豆β-1,3-葡聚糖酶PvPW1及其编码蛋白和应用制造技术

菜豆β

【技术实现步骤摘要】
菜豆
β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1及其编码蛋白和应用


[0001]本专利技术涉及基因工程领域，具体涉及一种菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1及其编码蛋白和应用。

技术介绍

[0002]菜豆既是蔬菜又作为“小杂粮”，与其它粮食作物合理搭配，平衡人体所需营养元素。目前，优质油豆角已成为黑龙江省最具地方特色的优质农产品之一，随着东北饮食文化在全国的推广，油豆角正逐渐被全国消费者所接受，市场需求旺盛。但是，菜豆基因克隆和功能解析尚处于起步阶段；菜豆的育种工作以常规育种为主，尚未搭建起菜豆分子设计育种模块，在育种效率和对具体性状的精确改良上较20年前并没有明显提升。因此，克隆并解析菜豆主要农艺性状尤其是豆荚的形态、品质等相关的调控基因，为通过分子育种培育优良的菜豆新品种提供理论基础。
[0003]菜用豆科作物中的菜豆、豇豆、刀豆等也是食用果实(鲜荚)的作物，菜豆的豆荚形态是影响菜豆品质的要素之一，菜豆豆荚形态包括：荚色(荚皮颜色和颜色的统一性)、荚的性状、长度、宽度、厚度、直立性、光滑性、纤维素含量、种子的生长发育速率、采摘点。菜豆的基因克隆和功能研究尚处于起步阶段，关于豆荚形态明确克隆到基因的只有4个：1.基因加倍和逆转座子插入导致PvIND(Phvul.002G27100)基因表达量上升是导致菜豆豆荚缝线无筋。2.参与叶绿素合成途径的关键酶基因pv
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ye(Phvul.002G006200)的突变导致豆荚呈现黄色(Wax bean)；3.在花青素途径中调控二氢黄烷醇转化成为二氢杨梅酮的关键酶基因F3'5'H(Phvul.006G018800)的表达量上调导致豆荚呈现紫色；4.PvGUX1_1(Phvul.002G270800)基因2bp的缺失影响豆荚的直立性，其余性状的调控基因均未被克隆。
[0004]菜豆豆荚宽度因品种而异，是菜豆重要的商品属性之一。在豆荚长度和厚度不变的情况下，增加其宽度可以使得豆荚肉质更肥厚、提高菜豆的单荚鲜重。因此，豆荚的宽度不仅是菜豆外观品质的要素之一，也影响着菜豆的产量。精细定位调控菜豆豆荚宽度主效基因，可为通过分子设计育种和基因选择育种的方法精确改良菜豆豆荚形态提供理论依据，也可以丰富人们对果实形态发生的分子机制的认知。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1及其编码蛋白和应用，为菜豆生物育种提供理论依据。
[0006]本专利技术菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。
[0007]本专利技术菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：9所示。
[0008]本专利技术菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1在调控豆科植物豆荚宽度中的应用。
[0009]进一步的，所述豆科植物为菜豆。
[0010]进一步的，所述PvPW1调控豆荚荚皮细胞大小。
[0011]本专利技术用于检测菜豆豆荚宽度的SNP标记引物为：
[0012]正向引物28
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3555SNP
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F：5
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GTCTCATCCTATCTTGGTTTGG
‑3’
[0013]反向引物28
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3555SNP
‑
R：5
’‑
AATCATGTTCTGGAAATAGTAATCTC
‑3’
。
[0014]本专利技术用于检测菜豆豆荚宽度的InDel分子标记引物为：
[0015]正向引物PvM436
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F：5
’‑
GTGCTGTAGTATCTAGTTCCTTC
‑3’
[0016]反向引物PvM436
‑
R：5
’‑
CTTATGAAAAAGCTGAGATACATGAG
‑3’
。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术在分子水平上首次成功地克隆出菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1。
[0019]本专利技术通过双亲遗传群体的图位克隆和基因单倍型分析方法，证实PvPW1在调控菜豆豆荚宽度中发挥作用，该基因的3555碱基处C(胞嘧啶)到G(鸟嘌呤)的变异突变导致菜豆豆荚宽度增加的遗传因素。
[0020]菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1的发现，为菜豆生物育种提供理论依据，在利用分子辅助育种和基因选择育种工作方法定向培育宽豆荚或窄豆荚菜豆品种方面具有重要的应用价值。
附图说明
[0021]图1为PI60234和大龙1号植株的对比图；
[0022]图2为PI60234和大龙1号豆荚宽度的统计和对比图；
[0023]图3为PI60234和大龙1号豆荚中的含种子区和种子间区的荚宽度/厚度的统计和对比图；
[0024]图4为PI60234和大龙1号开花后不同时间点豆荚宽度的统计和对比图；
[0025]图5为PI60234和大龙1号豆荚种子间区的切片图(标尺为1mm)；
[0026]图6为PI60234和大龙1号豆荚荚皮细胞大小的对比图(标尺为1mm)；
[0027]图7为5株F1代植株豆荚宽度的统计；
[0028]图8为F2代群体中不同豆荚宽度出现的频率；
[0029]图9为利用F2代群体将PvPW1位点初定位在6号染色体PvM114至PvM115区段；
[0030]图10为在剩余的162个F2代个体中利用PvM230和PvM235对PvPW1进行验证；
[0031]图11为第一轮精细定位将PvPW1定位于PvM416与PvM287之间；
[0032]图12为第二轮精细定位将PvPW1定位于PvM440与PvM439之间42.3kb的区域；
[0033]图13为PvPW1区域中的候选基因；
[0034]图14为PvPW1区域中的候选基因Phvul.006G072600在PI60234和大龙1号中的表达量分析；
[0035]图15为PvPW1区域中的候选基因Phvul.006G072800在PI60234和大龙1号中的表达量分析；
[0036]图16为PvPW1区域中的候选基因Phvul.006G072900在PI60234和大龙1号中的表达量分析；
[0037]图17为PvPW1区域中的候选基因Phvul.006G073000在PI60234和大龙1号中的表达量分析；
[0038]图18为PvPW1位点的三个候选基因编码区的核苷酸多态性在11个菜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1，其特征在于该基因的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。2.如权利要求1所述的菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1的编码蛋白，其特征在于该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：9所示。3.如权利要求1所述的菜豆β
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1,3
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葡聚糖酶PvPW1在调控豆科植物豆荚宽度中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述豆科植物为菜豆。5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述PvPW1调控豆荚荚皮细胞大小。6.用于检测菜豆豆荚宽度的SNP标记引物，其特征在于该引物为：正向引物28
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3555SNP
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐坤，朱金龙，夏正俊，李艳华，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：