[發明專利]一種真核重組質粒及其在提高番茄果實色素積累中的應用

有效

• 申請號: 202110370984.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113186208B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 唐曉鳳;劉永勝;汪宏濤;李佳男
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/10;C12N15/113;C12N15/84;C12N15/64;A01H5/08;A01H6/82
• 代理公司: 湖北創融藍圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42276
• 代理人: 羊淑梅

本發明屬于基因工程技術領域，公開了一種調控番茄果實色素積累的基因及應用。一種真核重組質粒，由序列表中SEQ ID NO：3替換真核表達載體pBI121中的35S，得到改造后的真核表達載體pBITFM7；由序列表中SEQ ID NO：1所示核苷酸序列中的基因片段和真核表達載體構成，所述基因片段是位于起始密碼子下游115bp至524bp的核苷酸序列，所述基因片段正向和反向插入真核表達載體，正向與反向插入的基因片段間存在有150bp的內含子。本發明發現SlCMTL下調表達后番茄綠色果實中葉綠素含量、葉綠體體積及數目均增加，且紅果中類胡蘿卜素含量增加；實驗表明，所述真核重組質粒可在提高番茄果實色素積累中應用。

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，特別涉及一種真核重組質粒及其在調控番茄果實色素積累中的應用。

背景技術

番茄紅素是植物中所含的一種天然色素，具有清除活性氧自由基、促進細胞間隙連接通訊、防癌抗癌等多種生理功能。番茄是番茄紅素的主要來源，同時也是人類食物中類胡蘿卜素的重要貢獻者。番茄紅素是成熟番茄中最豐富的類胡蘿卜素，占其色素組成的80％－90％。McCallum(1995)研究發現番茄紅素和其他類胡蘿卜素主要存在于番茄的外果皮中(McCollum JP.Distribution of carotenoids in the tomato.Food Res.,1995,20:55-59)。在細胞水平上，研究發現番茄紅素定位于番茄果實的葉綠體以及光合色素蛋白復合體的類囊體膜中(Bouvier F,Bachaus RA,Camara B.Induction and control ofchromoplast-specific carotenoid genes by oxidative stress.J Biol Chem,1998,273:30651-9；Akhtar MS,Goldschmidt EE,John I,Rodoni S,Matile P,and GriesonD.Altered patterns of senescence and ripening in gf,a stay-green mutant oftomato(lycopersicon esculentum Mill.).J Exp Bot,1999,50:1115-22)。在番茄果實成熟的早期，葉綠體中的主要色素是葉綠素；當葉綠素降解后，果實顏色由綠變白；葉綠體中的葉綠素減少后，番茄紅素開始形成并伴隨著果實超微結果的改變，導致果實顏色由白變紅(MatiencoBT,Yedalty EM.Ultrastructure of carotenoidoplasts.Academic Press,New York,1973)。番茄中番茄紅素和其他類胡蘿卜素的生物合成過程已經研究的非常詳細。為了改良番茄品質、增加其番茄紅素以及其他類胡蘿卜素的含量，研究者們對番茄紅素合成途徑中結構基因的遺傳操作進行了廣泛的嘗試，Kato等將PSY基因反義導人番茄，導致轉基因株系中類胡蘿卜素含量大大下降，表明PSY基因在番茄類胡蘿卜素生物合成中起限速作用(Kato M,Ikoma Y,Matsumoto H,et al.Accumulation of carotenoids andexpression of carotenoid biosynthetic genes during maturation in citrus fruit[J].Plant physiol,2004,134(2):824-837)。Fraser等將crtB基因與特異性啟動子PG結合轉入番茄中，發現轉基因番茄中的番茄紅素的含量與對照相比提高了2.4倍(Fraser PD,Schuch W,BramLey PM.Regulation of carotenoid biosynthesis and accumulation inplants[J].Planta,2002(11):361-369)。Ganga等利用RNAi技術使番茄紅素β-環化酶(lycopeneβ-cyclase)基因(β-Lcy)沉默，很大程度上提高了轉基因番茄中番茄紅素的含量(Ganga RD,Ageeth VT,Paul DF,et al.Fruit-specific RNAi-mediated suppression ofDET1 enhances carotenoid and flavonoid content in tomatoes[J].Naturebiotechnology,2005,23(7):890-895)。Enfissi等將大腸桿菌的DXS基因導入番茄中，結果發現轉基因植株的八氫番茄紅素和β-胡蘿卜素含量均有顯著提高(Enfissi EMA,FraserPD,Lois LM,et al.Metabolic engineering of the mevalonate and non-mevalonateisopentenyl diphosphate-forming pathways for the production ofhealth-promoting isoprenoids in tomato[J].Plant biotech J,2005(3):17-27)。