[發(fā)明專利]調(diào)控番茄側(cè)芽發(fā)育的SlARF10基因和SlmiR160b及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811392956.5
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109456970B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符勇耀;楊利平;李昌滿;徐文姬;朱藝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 長江師范學(xué)院
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/20;A01H6/82
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發(fā)明公開了調(diào)控番茄側(cè)芽發(fā)育的SlARF10基因和SlmiR160b及其應(yīng)用，SlmiR160b的前體核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，SlARF10基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，其編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。本發(fā)明利用過表達(dá)SlmiR160b或利用嵌合抑制子基因沉默技術(shù)(CRES?T)抑制表達(dá)SlARF10基因，得到的轉(zhuǎn)基因植物促進(jìn)了側(cè)芽的發(fā)生率且不改變側(cè)芽的發(fā)生方式。揭示SlmiR160b和SlARF10基因是調(diào)控側(cè)芽發(fā)育的關(guān)鍵靶點，且轉(zhuǎn)基因植株的側(cè)芽發(fā)生數(shù)目跟SlmiR160b的表達(dá)豐度在一定范圍內(nèi)成正相關(guān)關(guān)系，因此可以根據(jù)轉(zhuǎn)基因株系中SlmiR160b的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平，篩選出側(cè)芽發(fā)生大小及數(shù)目不同的植株形態(tài)。SlmiR160b和SlARF10基因的調(diào)控作用普遍適用于草本植物，為調(diào)控草本植物的側(cè)芽發(fā)育提供了一種有效的技術(shù)手段，具有廣泛的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及調(diào)控番茄側(cè)芽發(fā)育的SlARF10基因和SlmiR160b及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

側(cè)枝在植物型態(tài)中是極其重要的因素，代表著植物對環(huán)境變化適應(yīng)的可塑性，隨著外界環(huán)境的變化，植物的外型也會相應(yīng)的改變。在園藝植物造景或者蔬菜、大田作物生產(chǎn)上，側(cè)枝具有不可替代的地位。如在景觀園林領(lǐng)域，增加側(cè)芽數(shù)目，可以增加冠幅，起到遮陰的效果。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，作物分枝對農(nóng)作物的產(chǎn)量具有重要影響，在實際生產(chǎn)中人們通過棉花、萬壽菊、葡萄、茄子等打頂，果樹修剪，增加水稻、小麥分蘗數(shù)等措施來去除頂端優(yōu)勢增加側(cè)芽，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)的目的。基于側(cè)枝在作物產(chǎn)量上的意義，如何充分利用側(cè)枝與作物產(chǎn)量和品質(zhì)上的協(xié)調(diào)關(guān)系也是當(dāng)今育種學(xué)家所關(guān)注的問題。近幾十年來，國內(nèi)外研究者就側(cè)枝的形成和發(fā)育以及調(diào)控因素等方面開展了。因此深入了解植物側(cè)芽生長發(fā)育的機(jī)制對作物生產(chǎn)具有重要的意義。

植物的側(cè)芽發(fā)育受到各種外界環(huán)境條件、遺傳因素和植物激素的影響。近幾年來，科學(xué)家通過遺傳學(xué)，分子生物學(xué)等手段，對植物側(cè)芽發(fā)育調(diào)控分子機(jī)制的認(rèn)識不斷深入，通過研究側(cè)枝的產(chǎn)生與發(fā)育，相繼發(fā)現(xiàn)了一些調(diào)控側(cè)芽、側(cè)枝發(fā)育的基因，如在生長素信號通路識別途徑中，目前已發(fā)現(xiàn)，IAA3,IAA9,SlTPL1，SlTPL6，SlARF2a等與側(cè)芽發(fā)育相關(guān)，是側(cè)芽發(fā)育的抑制因子，通過下調(diào)其表達(dá)，可以促進(jìn)側(cè)芽的發(fā)育(Xu T et al.SlARF2a plays anegative role in mediating axillary shoot formation.Sci Rep.2016)；專利201810681789.X公開了調(diào)控番茄側(cè)芽發(fā)育的ARF8.1和ARF8.2基因及其應(yīng)用，通過溫和過表達(dá)促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育；Wang H等公開IAA9反向抑制(AS-IAA9)引起的側(cè)芽改變(Wang H etal.The tomato Aux/IAA transcription factor IAA9is involved in fruitdevelopment and leaf morphogenesis.Plant Cell.，2005)。但上述方法雖然能改變側(cè)芽發(fā)生率，也改變側(cè)芽發(fā)生的方式，即從頂端發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)榈锥税l(fā)生，而側(cè)芽底端發(fā)生的植株呈上稀疏下茂盛，整形修剪困難，營造的景觀局限，進(jìn)而大大的限制其使用范圍。

己有研究顯示在番茄果實形成和發(fā)育過程中，控制生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的生長素應(yīng)答因子(ARF)和生長素/吲哚-3-乙酸(Aux/IAA)家族基因發(fā)揮著重要作用。生長素響應(yīng)因子SIARF10是番茄ARF家族成員之一，對果實形成和發(fā)育過程也發(fā)揮著重要作用。最近報道在番茄中過表達(dá)SlARF10基因的表達(dá)能夠抑制葉片的生長(Ben-Gera et al.Auxin-mediatedlamina growth in tomato leaves is restricted by two parallelmechanisms.Plant，2016)；梅麗華等通過在番茄植株中超表達(dá)和RNAi干擾SlARF10基因，證實SlARF10基因影響番茄果實在綠果期葉綠素的形成，進(jìn)而影響多糖和淀粉的積累(“生長素響應(yīng)因子基因在番茄果實發(fā)育過程中的功能研究”梅麗華,重慶大學(xué)碩士論文,2017)。