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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程,具体涉及slbiw基因在调控番茄果实形状中的应用。
技术介绍
1、番茄(solanum lycopersicum)是一种经济价值较高的园艺作物,在全球范围内被广泛种植。番茄的果实形状是其重要的外观品质之一,消费者普遍偏爱扁圆形的果实,而圆果或椭圆果则因其便于大规模采收与运输而受到了加工行业的喜爱。对番茄的果形展开研究,培育果形更多样化的新品种,有利于更好的满足市场需求。
2、番茄是研究肉质果实生长发育的模式植物,通过qtl定位技术已经挖掘出了包括sun,ovate,locule-number(lc)和fasciated(fas)在内的许多控制番茄果实形态的位点。iqd家族蛋白sun能够结合钙调蛋白并进一步调节细胞分裂,促进近轴端和远轴端的生长,导致果实更长(xiao et al.,2008,2009;wu et al.,2011)。而ovate则相反,作为负调节因子抑制果实的伸长。将具有ovate结构域的ofp家族蛋白(ovate family protein,ofp)突变后,纵向细胞数量增加而横向细胞数量减少,使果实呈梨形。进一步研究发现ofp家族的ovate和ofp20蛋白能够分别与trmtonneau1 recruiting motif 5(trm5)互作,形成ofp-trm蛋白复合体,改变trm5细胞定位,这可能在器官发育早期影响了细胞分裂与生长,进而调控番茄果实形状(wu et al.,2015;snoiffer et al.,2020;zhang et al.,2023)。lc
3、在果实生长发育中,许多植物激素也直接或间接地参与到对果实形状的调控。外源施加生长素会使sun基因表达水平显著提高,影响细胞微管结构,使子房和果实都变得更加细长。auxin response factors(arfs)是一类能够激活或抑制生长素响应基因表达的转录因子,研究发现,过表达slarf10后,能够明显观察到果实的横向生长受到了抑制,果形狭长(hendelman et al.,2012);而沉默slarf7基因则使细胞扩张速度加快,产生心形番茄果实(de jone et al.,2011)。最近,油菜素内酯(brassinosteroid,br)信号途径中的转录因子slbzr1.7被发现能够直接结合在sun基因启动子上调控其表达。将slbzr1.7过表达后,果实变长、果皮层数减少。对bzr1家族成员进行分析发现,slbzr1.5、slbzr1.6基因过量表达也存在相似的作用,将上述三个基因敲除后果实呈现扁圆形,而任一基因的单突变体都没有果实形状的明显变化,说明bzr1家族基因在调控番茄果实形状中存在功能冗余(yu etal.,2022)。
4、wd40蛋白,因结构中包含wd-repeat而得名,wd-repeat最早发现于g蛋白的β亚基(fong et al.,1986),是一种含有高糖蛋白的特殊基序。在植物体中wd40蛋白参与了许多过程,如:次生代谢、免疫反应、非生物胁迫响应、生长发育、光信号感知等。wd40蛋白lug能特异性地调控花器官决定基因agamous(ag)的表达,lug缺失突变体中的ag基因会在花的外两轮额外表达,导致花萼片转化成心皮,花冠转化成雄蕊,还会出现育性降低、柱头开裂等异常现象(liu et al.,1995;guan et al.,2018),进而影响果实的品质与产量。wd40蛋白还能够与r2r3-myb蛋白、bhlh蛋白形成mbw复合体,并调节植物体内花青素合成(colaneroet al.,2018)。目前,针对wd40蛋白影响番茄生殖生长的研究,主要围绕着花器官发育和果实中代谢物的合成,对于其如何调控番茄果实形状还未见报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可通过改变基因功能调控番茄果实形状的技术方法,为丰富番茄果形种类提供参考依据。
2、第一方面,本专利技术提供了slbiw基因在调控番茄果实形状中的应用,所述slbiw基因的cds序列如seq id no.1所示。
3、第二方面,本专利技术提供了slbiw基因编码的蛋白在调控番茄果实形状中的应用,所述slbiw基因编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。
4、第三方面,本专利技术提供了一种工程菌,所述基因工程菌中包含有编辑slbiw基因的载体,所述slbiw基因的cds序列如seq id no.1所示,所述编辑包括对基因的敲除以及过表达。
5、第四方面,本专利技术提供了所述工程菌在调控番茄果实形状中的应用。
6、进一步地,所述工程菌可调控番茄果形指数。
7、进一步地,所述应用的途径为以下中的一种:
8、(1)通过过表达slbiw基因,减小番茄果形指数,从而得到扁圆果形的果实;
9、(2)通过敲除slbiw基因,增大番茄果实果形指数,从而得到椭圆果形的果实。
10、进一步地,所述过表达slbiw基因的方法为:
11、(1)以野生型番茄cdna为模板设计引物序列,克隆slbiw基因,构建slbiw基因的过量表达载体;
12、(2)将所述载体转入农杆菌感受态细胞中,获得过量表达slbiw基因的农杆菌;
13、(3)利用含slbiw基因过表达载体的农杆菌侵染普通野生型番茄的子叶,通过组织培养重新获得幼苗,筛选获得slbiw基因的过表达植株。
14、进一步地,将克隆的slbiw基因,连入pfgc1008-ha载体,以获得强启动子驱动的过表达载体。
15、进一步地,所述普通野生型番茄品种为condine red。
16、进一步地,所述敲除slbiw基因的方法为:
17、(1)根据slbiw基因组序列,设计靶序列sgrna,构建番茄slbiw基因编辑的crispr/cas9载体;
18、(2)将所述载体转入农杆菌感受态细胞中,获得含有slbiw基因编辑crispr/cas9载体的农杆菌;
19、(3)利用含slbiw基因编辑crispr/cas9载体的农杆菌侵染普通野生型番茄的子叶,通过组织培养重新获得幼苗,筛选获得遗传稳定的纯合slbiw基因缺失突变体。
20、进一步地,所述靶序列sgrna包括sgrna-1、sgrna-2、sgrna-3、sgrna-4,所述sgrna-1的核苷酸序列如seq id no.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.SlBIW基因在调控番茄果实形状中的应用,其特征在于:所述SlBIW基因的CDS序列如SEQ ID NO.1所示。
2.如权利要求1所述的SlBIW基因编码的蛋白在调控番茄果实形状中的应用,其特征在于:所述SlBIW基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
3.一种工程菌,其特征在于:所述基因工程菌中包含有编辑SlBIW基因的载体,所述SlBIW基因的CDS序列如SEQ ID NO.1所示,所述编辑包括对基因的敲除以及过表达。
4.如权利要求3所述的工程菌在调控番茄果实形状中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述工程菌可调控番茄果形指数。
6.根据权利要求4或5任一项所述的应用,其特征在于:所述应用的途径为以下中的一种:
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:所述过表达SlBIW基因的方法为:
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:所述敲除SlBIW基因的方法为:
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述靶序列sgRNA包括sg RNA
...【技术特征摘要】
1.slbiw基因在调控番茄果实形状中的应用,其特征在于:所述slbiw基因的cds序列如seq id no.1所示。
2.如权利要求1所述的slbiw基因编码的蛋白在调控番茄果实形状中的应用,其特征在于:所述slbiw基因编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。
3.一种工程菌,其特征在于:所述基因工程菌中包含有编辑slbiw基因的载体,所述slbiw基因的cds序列如seq id no.1所示,所述编辑包括对基因的敲除以及过表达。
4.如权利要求3所述的工程菌在调控番茄果实形状中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述工程菌可调控番茄果形指数。
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