[發明專利]具有黃瓜CsMADS07基因的表達載體及其應用

有效

• 申請號: 201610028699.1
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105505985B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 劉世強;胡麗芳;楊寅桂;蔣倫偉;王義華;黃長干
• 申請（專利權）人: 江西農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發明公開了一種黃瓜MADS?box基因CsMADS07過表達載體及其在花器官改造及增加果莢數量中的應用，屬于生物技術領域。該載體為含有雙35S啟動子和黃瓜CsMADS07基因植物表達載體。在擬南芥中過量表達CsMADS07，獲得的CsMADS07轉基因植株的萼片膨大卷曲、萼片異生出類似柱頭狀的器官、頂端果莢數明顯增加。利用CsMADS07的基因功能特性可用于農作物和觀賞植物的育種應用，具有一定的農業價值和觀賞價值。

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，具體涉及一種黃瓜MADS-box基因CsMADS07過表達載體及其應用。

背景技術

MADS-box基因是一類序列特異的調節基因家族，其名稱來源于４種蛋白質因子MCN(釀酒酵母)、AGAMOUS（擬南芥）、DEFICIENS（金魚草）和SRF（人類）的首字母縮寫。這４種蛋白質的Ｎ端具有一個由56-58個氨基酸組成的高度保守區結構域，可識別特異的DNA序列，稱為MADS-box結構域，簡稱Ｍ結構域。MADS-box轉錄因子通過通過結合特異的DNA順式元件來調控基因的時空表達。通過染色質免疫共沉淀、凝膠電泳遷移率變動分析和隨機結合位點篩選等實驗技術，發現許多MADS-box 蛋白的DNA結合片段具有核心序列C( A/T)8G，此核心序列稱CArG 盒。CArG 盒常出現在MADS-box 蛋白靶標基因的啟動子區域，有時也存在于內含子和3'UTR 區域。

MADS-box基因廣泛存在于真核生物中，幾乎遍布整個植物界。在番茄、油菜、煙草和矮牽牛等雙子葉植物以及玉米、小麥、高粱等單子葉植物中已經發現大量的MADS-box 基因。MADS-box基因最主要的功能是參與花器官的形態建成。同時還涉及植物發育的整個過程，包括參與營養生長的調節、子房和種皮發育、根形成、胚形態建成、共生誘導等，如在擬南芥根中優勢表達的AGL17，在營養組織中表達的AGL12、AGL19等。Ohto等發現AP2的過量表達使種子變大，并發現該基因對種子大小的調控是通過控制胚胎細胞的數目和大小實現的。AGL12不僅影響擬南芥的開花時間，還控制著根尖分生組織細胞的增殖。在番茄中分離出一個與其成熟相關的MADS基因LeMADS-RIN，在香蕉中分離出一個在香蕉后熟過程中起重要作用的MuMADS1基因。馬鈴薯根組織中表達的IbMADS3和在營養器官中表達的IbMADS4，在玉米根和花粉中表達的ZmMADS2。大豆AP3類基因GmNMH7基因屬在根瘤以及不同發育時期的花中表達，并且發現它在根瘤中的表達受到光周期的調節。是擬南芥GmAGL15在胚胎發育過程中優勢表達。通過轉基因使其在大豆中過量表達可促進體細胞胚的發育。耬斗菜的FRUITFULL-like參與葉的發育，胡椒的CaJOINTLESS基因可以抑制莖的分生組織的生長。

黃瓜屬葫蘆科植物，廣泛分布于中國各地，為主要的溫室產品之一。最近黃瓜全基因組測序的完成標志著黃瓜功能基因組的研究進入了一個全新的階段。盡管目前與黃瓜重要經濟性狀相關的基因正在逐漸被克隆，但關于黃瓜MADS-box基因的報道還較少。黃瓜雖屬雙子葉植物，但不同于擬南芥，黃瓜有雄花、雌花及兩性花三種類型的花，而擬南芥僅為兩性花。對相關黃瓜CsMADS基因進行功能的解析具有一定的理論和實踐意義。我們首先克隆出CsMADS07基因，連到含雙35S啟動子的過表達載體PHB上獲得過表達載體PHB-CsMADS07，轉化擬南芥后發現過量表達CsMADS07基因會使得植株的果莢數目增加、花器官形狀改變，利用這一特性可以有效地利用到其它物種上來增加植物的產量和改造花卉的形態。

發明內容

本發明的目的在于提供一種黃瓜CsMADS07基因花特異表達載體及及其在花器官改造中的應用，該載體含有黃瓜MADS-box基因CsMADS07，基因的上游連有雙35S啟動子。

本發明的上述植物表達載體為PHB-CsMADS07，由下述方法構建而成：