[發(fā)明專利]一種荔枝果實衰老起始標(biāo)志基因及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210461058.7
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102943082A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 屈紅霞;蔣躍明;王慧;錢政江;鄺健飛;段學(xué)武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院華南植物園
• 主分類號: C12N15/55
• 分類號: C12N15/55;C12N9/14;C12Q1/68
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于生物化學(xué)與分子生物學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種荔枝果實衰老起始標(biāo)志基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

荔枝(Litchi?chinensis?Sonn.)是原產(chǎn)于我國且極具內(nèi)銷和出口競爭優(yōu)勢的熱帶名優(yōu)水果，2010年全國荔枝面積863.53萬畝，產(chǎn)量175.83萬噸，面積和產(chǎn)量均超過世界荔枝總面積和總產(chǎn)量的70%。不過，荔枝果實采后極易褐變、腐爛，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明外源ATP處理可以抑制采后果蔬過氧化產(chǎn)物的積累，維持膜脂不飽和程度和膜的完整性，延緩其衰老和品質(zhì)劣變(Qu等，2006；Yi等，2008；2009；2010)，然而荔枝果實衰老褐變的分子機(jī)制仍不明確。

果實采后衰老是由內(nèi)在和外部環(huán)境因素所誘導(dǎo)和引發(fā)的一種主動過程，其中能量水平的改變可能是啟動果實采后衰老劣變的關(guān)鍵因素。研究表明，園藝作物采后衰老和褐變的發(fā)展可能與能量供應(yīng)不足和生成效率下降有關(guān)。采后蘋果、梨，荔枝、龍眼、香石竹切花等的衰老程度，以及向日葵種子的萌發(fā)活力與ATP含量和能荷值（EC）成負(fù)相關(guān)性（Saquet等，2000；Jiang等，2007）。

能量由呼吸作用產(chǎn)生，線粒體膜上ATP合酶（F1Fo-ATP?synthase）利用跨膜的電化學(xué)質(zhì)子勢，通過氧化磷酸化將ADP和Pi合成ATP。ATP合酶是由αβγδε亞基組成的多聚體，其中ATP合酶β亞基是一種新型的細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)器（Chivasa等，2011）。β亞基缺失則呼吸復(fù)合物V不能被正常組裝，呼吸速率降低（Martinez-Cruz等，2011）繼而ATP合成受阻。但是AtpB基因在果實成熟中的作用目前尚不清楚。

可見，從能量角度探討荔枝果實采后衰老劣變機(jī)制，進(jìn)而從能量角度提出果蔬采后保鮮新策略，不僅具有重要理論價值而且對荔枝貯藏保鮮技術(shù)發(fā)展具有重要推動作用。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的第一個目的是提供一種克隆自荔枝的，編碼ATP合成酶β小亞基的，能作為荔枝果實衰老起始標(biāo)志性基因的LcAtpB基因。

本發(fā)明的LcAtpB基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1的第7位~1386位所示。序列SEQID?No.1由1925個核苷酸組成，自5’端第1至6位核苷酸為5’端非編碼區(qū)（5’-UTR），第7位至1383位核苷酸為編碼序列，第1384至1386位核苷酸為終止密碼子，第1387至1925位核苷酸為3’端非編碼區(qū)（3’-UTR）。

上述LcAtpB基因編碼的蛋白質(zhì)，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，C端包含一個DELSEED結(jié)構(gòu)域（自SEQ?ID?NO.2所示序列的氨基末端第372至378氨基酸殘基）。預(yù)測編碼的蛋白質(zhì)的分子量為49.9kDa，等電點(diǎn)(pI)為5.12。

本發(fā)明通過實驗發(fā)現(xiàn)，LcAtpB基因表達(dá)水平能被外源ATP、高氧、高氮和低溫在內(nèi)的保鮮處理措施所抑制和下調(diào)。外源ATP、高氧、高氮和低溫在內(nèi)的處理措施通過下調(diào)LcAtpB基因的表達(dá)水平從而顯著延緩荔枝果皮褐變和延長貯藏時間。

由此可見LcAtpB基因能作為荔枝果實衰老起始的標(biāo)志性基因，因此本發(fā)明的第二個目的是提供LcAtpB基因作為荔枝果實衰老起始的標(biāo)志性基因的應(yīng)用。

本發(fā)明的第三個目的是提供LcAtpB基因在調(diào)控荔枝果實成熟衰老和采后保鮮中的應(yīng)用。

本發(fā)明的LcAtpB基因具有指示荔枝果實衰老的作用，可以作為荔枝果實衰老起始的標(biāo)志性基因，可以通過調(diào)控LcAtpB基因來調(diào)控荔枝果實成熟衰老，因此本發(fā)明在荔枝果實新品種培育中具有重要作用。

附圖說明：

圖1是荔枝LcAtpB基因編碼的蛋白序列的進(jìn)化分析，涉及的氨基酸有：KpAtpB(CAB89921.1),CtAtpB(ACZ73599.1),CsAtpB(YP_740482.1),MaAtpB(ABU75138.1),PeAtpB(ABU75177.1),SiAtpB(CAB65433.1),StAtpB(ABB90048.1),AtAtpB(BAA84392.1),OsAtpB(NP_039390.1)和ZmAtpB(CAA60293.1)；

圖2是荔枝果實成熟過程中LcAtpB基因表達(dá)和外源ATP處理對荔枝果實LcAtpB基因表達(dá)的影響；

圖3是外源ATP處理對荔枝褐變指數(shù)和商品率的影響；

圖4是厭氧、高氧處理和冷藏荔枝常溫貨架期間果實褐變指數(shù)；