[發明專利]調控果實和種子發育的蛋白及其應用

有效

• 申請號: 201010184951.0
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN102260679A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 郭房慶;關媛;沈琦;王玉婷
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海生命科學研究院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00;A01H5/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

技術領域

本發明屬于生物技術和植物學領域；更具體地，本發明涉及調控果實和種子發育的蛋白及其應用。

背景技術

茄科(Solanaceae)是雙子葉植物綱菊亞綱有花植物中較為進化的一群，草本、灌木或小喬木；葉互生或在開花枝段上有大小不等的二葉雙生，全緣或各式的分裂或為復葉，無托葉；花兩性或稀雜性，輻射對稱，單生或排成聚傘花序或花束；萼5裂或截平形，常宿存；花冠合瓣，形狀種種，裂片5，常折疊；雄蕊5，稀4枚，著生于冠管上；子房2室，或不完全的1-4室，2心皮不位于正中線上而偏斜，中軸胎座有胚珠極多數，很少為1枚；胚珠倒生、彎生或橫生；果為漿果或蒴果；種子圓盤形或腎形，有肉質而豐富的胚乳；胚彎曲成鉤狀、環狀或螺旋狀卷曲，位于周邊而埋藏于胚乳中，或直而位于中軸上。

番茄為茄科茄屬的草本植物，是世界上重要蔬菜作物之一，其味甘、酸，性微寒。除大家熟知的含有大量的維生素有美容的功效外，還對于許多疾病有緩解或治療作用。

當前番茄品種繁多，不同番茄品種果實的特征特性相差懸殊，系統的研究報道不多。在實際生產中，番茄的種植往往缺乏有效管理，導致獲得的果實大小不一、口味不穩定，影響其市場價值。鑒于人們對于番茄的喜愛，培育出小果實或大果實品種的番茄是有很大的經濟價值的，例如櫻桃番茄是近年新興發展起來的一種水果蔬菜，其果實圓整，大小均勻，果味濃郁，味甜爽口而深受人們的喜愛；其還適宜庭院栽種或盆栽，作為景觀植物。此外，培育出小型的番茄果實也可為包裝和食用帶來方便；并且，種子變小的番茄在口感上要優于一般的番茄。

目前，番茄的主要選育方式還局限于傳統方法，選育時間漫長且效率低，采用基因工程技術對番茄進行品種改良的報導還不多。

因此，有必要研究調控番茄果實以及種子大小的基因，從而實現對番茄的品種改良，開發出具有經濟價值或觀賞價值的植物。

發明內容

本發明的目的在于提供調控果實或種子性狀的蛋白及其應用。

本發明的目的還在于提供一種調控茄科植物果實或種子的性狀的方法以及由所述方法獲得的植物。

在本發明的第一方面，提供一種ENS基因(Enlarge?Silique?1，果莢膨大基因1；又稱為Peapod(PPD)基因；或稱為ENS-PPD基因)或ENS蛋白的用途，用于調控茄科植物果實或種子發育，改變果實和種子的性狀或形態(如大小)。

在一個優選例中，所述的ENS基因或ENS蛋白來源于十字花科植物。

在另一優選例中，所述的十字花科植物是擬南芥。

在另一優選例中，所述的茄科植物是：茄科茄屬植物。較佳地，所述的茄科茄屬植物是番茄。

在另一優選例中，所述的調控茄科植物果實或種子的性狀包括：

調控果實的大小或重量；

調控種子的大小或重量；或

調控果實的心皮壁厚度。

在另一優選例中，所述的ENS基因或ENS蛋白：

促進果實變小或降低果實重量；

促進種子變小或降低種子重量；或

降低果實的心皮壁厚度。

在另一優選例中，所述的ENS蛋白是(a)SEQ?ID?NO：2所示氨基酸序列的蛋白；或(b)將SEQ?ID?NO：2氨基酸序列經過一個或多個(如1-20個；較佳地1-10個；更佳地1-5個；更佳地1-3個)氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)蛋白功能的由(a)衍生的蛋白；或(c)與(a)限定的蛋白序列有90％(較佳地95％；更佳地98％；更佳地99％)以上同源性且具有(a)蛋白功能的由(a)衍生的蛋白。

在另一優選例中，所述的ENS基因編碼ENS蛋白；較佳地，所述的ENS基因編碼SEQ?ID?NO：2所示氨基酸序列的蛋白。更佳地，所述的ENS基因具有SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列。

在本發明的另一方面，提供一種調控茄科植物果實或種子的性狀的方法，所述方法包括：

將ENS基因轉入茄科植物中，獲得果實或種子的性狀發生改變的植物。

在一個優選例中，所述的將ENS基因轉入茄科植物中的方法包括：

(S1)提供攜帶表達載體的農桿菌，所述的表達載體含有ENS基因序列；

(S2)將茄科植物的細胞或組織或器官與步驟(S1)中的農桿菌接觸，從而使所述的多核苷酸轉入植物細胞、組織、器官或種子。

在另一優選例中，所述方法還包括：

(S3)選擇出轉入了所述的ENS基因的植物細胞、組織、器官或種子；和