[發明專利]調控水果果肉花青苷合成的基因PpRd及其應用

有效

• 申請號: 201510062155.2
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104531724B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 韓月彭;周暉;王魯;谷超
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢植物園
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12Q1/68
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及植物基因工程和生物技術，尤其涉及一種調控水果果肉花青苷合成的基因PpRd及其應用；具體涉及調控桃果肉花青苷合成的轉錄因子PpRd的克隆、遺傳分析、功能驗證以及應用；PpRd可以調控其他調控花青苷合成的轉錄因子的表達，從而影響果肉花青苷的積累；還涉及果樹雜交育種的分子標記的篩選，以便對該基因在果樹育種方面的應用。

背景技術

桃約4000年前栽培在中國，之后在羅馬時期隨絲綢之路傳到了歐洲，現在成為溫帶地區的重要經濟果樹之一(W.yu-lin.Peach growing and germplasm in China.Acta Horticulturae 173：51-5)。根據果肉顏色，桃品種可以根據果肉顏色分為三類：白色，黃色和紅色。目前生產上使用的80％以上的桃品種為白肉水蜜桃(龔林忠，何華平，王富榮，顧霞，10份湖北地方紅肉桃資源生物學特性觀察，果樹學報2008,25：413-417)。而黃桃和紅肉桃在中國有悠久的栽培歷史。黃桃可以追溯到唐代(約1360年前)，而紅肉桃最早見于宋朝時周世厚所編的《洛陽花木記》中。在歐洲紅肉桃最早記載于1659年(Hedrick UP，The peaches of New York。1917)。

桃屬于薔薇科，其基因組由8個染色體構成，單倍體基因組約230兆堿基對大小。紅肉桃的遺傳分析已經有一些報道。在‘Harrow Blood’בRutgers Red Leaf 2n’的F₂雜交后代中，紅肉桃和白桃的比例是1：3，因此推斷該紅肉桃性狀是被一個隱性基因控制的(Werner DJ等.Inheritance of the blood-flesh trait in peach.Hortscience1998；33：1243-1246)。這個位點被定位到第四連鎖群的頂端。然而，最近有報道在中國紅肉桃‘五月鮮’里發現了一個新的紅肉桃性狀，被認為是被一個定位在五號染色體的顯性基因所控制(Shen Z等.Characterization and genetic mapping of a new blood-flesh trait controlled by the single dominant locus DBF in peach.Tree Genetics and Genomes2013；9：1435-1446)。另外，在山桃P1908和引進品種‘Summergrand’的雜交后代中，2個分別位于1號連鎖群和3號連鎖群的數量性狀遺傳位點QTL被發現(Quilot B等.QTL analysis of quality traits in an advanced backcross between Prunus persica cultivars and the wi ld relative species P.davidiana.Theoretical and Appl ied Genetics2004；109：884-897)。這些都說明紅肉性狀是復雜的，可能由多個基因控制。

桃的紅肉性狀是由于高含量的花青苷積累造成的。花青苷在植物發育中發揮重要的作用，比如保護植物免受強光照的傷害，抵抗病害，吸引動物傳播花粉或種子。花青苷對人體健康也是大有裨益的，因此被當做是果實品質的一個重要指標。花青苷的前體是花青素，是尚未進行糖基化、甲基化或乙酰化的物質。花青素根據B環的羥基位置和數目多少，主要可分為天竺葵素、矢車菊花素、飛燕草素。在桃肉中，主要的花青苷成分為矢車菊素-3-葡萄糖苷，另外還有微量的矢車菊素-3-蕓香糖苷(Orazem P等.Fruit quality of Redhaven and Royal Glory peach cultivars on seven different rootstocks.Journal of Agricultural and Food Chemistry 201159：9394-9401)。

植物中花青苷的生物合成通路已經研究的很清楚，近些年來的研究主要集中在其轉錄調控水平上。MYB、basic helix-loop-helix(bHLH)和WD40三種轉錄因子形成MBW轉錄復合體結合到苯丙素、類黃酮以及花青苷合成代謝通路的結構基因的啟動子上，激活相關基因的轉錄。除了MBW復合體，還有其他一些轉錄因子或調控蛋白被報道參與花青苷的合成。