[發明專利]一種茄子果色上位P基因位點的候選基因的應用

有效

• 申請號: 202010330306.9
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111454973B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 孫保娟;李植良;李濤;吳俊;黎振興;宮超;衡周
• 申請（專利權）人: 廣東省農業科學院蔬菜研究所
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/08;A01H6/82
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 吳族平

本發明公開了茄子果色上位P基因位點候選基因；同時公開了一種茄子Sm ANS?1突變型基因，該Sm ANS?1突變型基因相比已知的茄子SmANS基因序列(EU809469和KT727966)，包含1處無義突變，導致翻譯的提前終止，使花青苷合成酶的功能喪失。本發明還公開了茄子果色上位P位點候選基因在茄子果色上位性遺傳中作用及在果色改良中的應用。

技術領域

發明屬于分子生物學領域，特別涉及植物基因工程技術領域，具體涉及茄子花青素合成相關候選基因定位克隆、突變型基因分析及應用。

背景技術

廣東省農科院蔬菜研究所在茄子育種實踐中發現2對上位性效應基因控制的茄子果色遺傳現象。即2個純合的白果色茄子雜交后，F₁代果色為紫紅色（圖1），F₂代紫紅果色和白果色植株分離比為9:7，說明其果皮著色受到具有上位性的2個基因位點控制的，2個白果色茄子是由于控制花青素生物合成過程的2個獨立而又互補的基因位點（D基因和P基因）分別失活引起的。白果色父本和母本基因型分別為ddPP和DDpp。在已有參考文獻（TigchelaarE C, Janick J, Erichson H T. The genetics of anthocyanin coloration ineggplant (Solanum melongena L.). Genetics, 1968, 60:475-491）中把控制茄子果色上位性基因位點分別定義為D基因和P基因，本研究根據親本材料表型特征及遺傳規律沿用該基因命名。

目前有關茄子果色上位性基因位點具體是什么基因尚不明確，因此本研究在前期茄子果色上位P基因（ZL 2018 1 0018063.8）定位研究基礎上，對定位在8染色體上的茄子果色的上位性P基因，通過緊密關聯區域內進行基因功能注釋挖候選基因，認為SmANS為P基因候選基因。

大量的實驗都證明ANS基因在花青素合成途徑中起到關鍵的作用，在植物的不同組織和發育時期都會具有一定的特異性。ANS在花青素合成過程中起重要的作用，其關鍵結構中的突變會導致花青素無法積累。本研究克隆父本和母本SmANS基因，得到全長mRNA和DNA序列，通過比較父本和母本間序列差異，發現母本SmANS-1基因發生無義突變；通過構建SmANS基因過表達載體轉化白果色母本突變體，研究SmANS基因在茄子果色上位性遺傳中的作用。上述研究不僅可以驗證前期定位結果的可靠性，也可以明確候選基因SmANS在茄子果色上位性遺傳背景下調控花青素合成的作用機制，對今后茄子果色分子育種具有重要的理論和指導意義。

發明內容

本發明的目的在于篩選控制茄子果色上位性遺傳的P基因位點的候選基因，明確候選基因突變類型及在茄子果色上位性基因調控茄子果皮花青素合成的作用機制。

本發明所采取的技術方案是：

對精細定位關聯區域內的基因進行預測和注釋，篩選花青素代謝途徑相關的基因；分別以母本（基因型DDpp）和白果色父本（基因型為ddPP）為模板擴增P基因位點候選基因，明確母本（pp）突變型基因信息；提取父本RNA作為模板，根據自有的轉錄組數據庫序列信息，利用RT-PCR擴增SmANS基因，構建35S啟動子過表達載體pBWA(V)HS-Sm ANS；采用農桿菌介導的葉盤法轉化突變體母本子葉和下胚軸，在轉化培養過程中觀察愈傷組織和轉化不定芽花青素合成表現。

具體的說，一種茄子果色上位P基因位點的候選基因的應用，所述候選基因為花青素合酶基因（anthocyanidin synthase，ANS）Sm ANS。