[發明專利]一種誘導植株矮化的遺傳轉化體系及其構建和應用

有效

• 申請號: 201710819404.7
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107557384B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 崔寶祿
• 申請（專利權）人: 黔南民族師范學院
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;A01H5/04;A01H6/82
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防;張梅

本發明公開了一種誘導植株矮化的遺傳轉化體系及其構建和應用，所述遺傳體系是SIP1家族基因誘導植株矮化的遺傳轉化體系；所述體系的構建包括（1）番茄RNA的提取；（2）SlGT?33基因的RNA反轉錄；（3）SlGT?33基因的克隆及沉默表達載體的構建。所述體系的應用是用于誘導番茄植株矮化。本發明誘導植物矮化的遺傳轉化體系可用來培育番茄矮化植株，得到的番茄植株具有可高密度種植、充分利用空間和土地，增強光合效率，提高產量，低耗水率，抗倒伏等優點。

技術領域

本發明涉及一種誘導植株矮化的遺傳轉化體系及其構建和應用，特別是一種誘導植株矮化的遺傳轉化體系及其構建和應用該其培育番茄矮化植株的方法。

背景技術

番茄(學名：Solanum lycopersicum Mill.var)屬于一年生或多年生草本植物，株高1-2米；羽狀復葉或深裂；莖易倒伏；聚傘花序；漿果。番茄起源于南美洲的安第斯山地帶，在秘魯、厄瓜多爾等地仍有大部分野生種分布。番茄在長日照和短日照情況下均能生長、結實，適生溫度范圍較廣，對土壤條件要求不嚴格，如今，番茄已作為世界范圍栽種的主要蔬菜作物。植物矮化是一種重要的農藝性狀，因其可高密度種植、充分利用空間和土地，增強光合效率，提高產量、低耗水率、抗倒伏等優勢，對選育高產品種來說是一個重要的研究方向。誘導矮化的因素較多，包括栽培措施、生長環境、引種、生物調節劑、病毒及化學誘變等，而誘變過程中產生的安全性問題、誘變的長效性、透徹的機理分析等問題依然有局限性。番茄的矮化研究已從上個世紀的中葉便已開始，目前，植物矮化的探索逐步從生物調節劑分析向遺傳基因的研究過渡，特別是發現了多種矮小型番茄突變品種，如Micro-Tom、TomThumb、Dwarf stone等。轉基因技術是獲得遺傳穩定矮化品種的重要渠道。許多與矮化的相關基因被鑒定：赤霉素的合成、信號轉導、代謝調控等途徑中的蛋白編碼基因突變后均可導致植株矮化，這與甾醇類激素、生長素、多胺等生物活性物質代謝合成途徑中的基因變化相似。

植物界中已發現的轉錄因子有60多種，如bHLH、MADS-box、MYB、WD40、WRKY、AP2/ERF、YABBY、HB-box和NAC等。Kato等發現，NAC家族轉錄因子ANAC036基因主要在擬南芥的葉片中表達，超表達ANAC036基因產生了半矮化的植株；水稻中，超表達CYTOKININ-RESPONSIVE GATA TRANSCRIPTION FACTOR1(Cga1)基因誘導植物葉片的葉綠素合成，并導致植物半矮化；油菜素類固醇信號途徑中的HLH轉錄因子INCREASED LEAF INCLINATION1BINDING bHLH1(IBH1)基因的超表達導致植株的嚴重矮化；等。可見，在植物的生長發育調控中，轉錄因子發揮了至關重要的作用。然而，到目前為止，Trihelix轉錄因子家族的相關基因在培育矮化植株方面的貢獻還未見報道。

GT-1亞家族基因的功能研究進展：GT-1是首先被發現的Trihelix轉錄因子。GT元件首先在豌豆光響應基因rbs-3A啟動子區發現并進行了分離，該啟動子區為Box II。繼而，其他非光響應基因的啟動子中也含有GT元件，如相似啟動子序列(GT-2box和GT-3box)存在于水稻的phyA啟動子中，它可在暗環境中激活相關基因的表達。GT-2亞家族基因的功能研究進展：GT-2的命名是源于它含有兩個與GT-1同源的DNA結合域。該亞家族基因的功能較為強大，其主要功能與植物的抗逆性、花器官的發育有關。據報道，SH4亞家族基因的功能與離層的發育相關。GTγ亞家族基因的功能與植物的逆境脅迫相關。