[發(fā)明專利]梨PpFKF1基因及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110615658.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN113278632B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉政;秦仲麒;伍濤;楊立;程寅勝;聶顯雙;李先明;涂俊凡;楊夫臣;朱紅艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/74;A01H6/82
• 代理公司: 廣州智斧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44649
• 代理人: 孔德超

本發(fā)明公開了梨PpFKF1基因及其應(yīng)用。在煙草中超量表達(dá)PpFKF1基因，可以起到抑制植物凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO₂濃度的作用。本發(fā)明的PpFKF1基因可以顯著抑制植物的光合作用，可利用基因工程基因干涉或敲除該基因，在果樹高光效分子育種中發(fā)揮重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物分子生物技術(shù)和基因工程領(lǐng)域，具體涉及梨PpFKF1基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

梨樹作為中國第三大果樹，提高干物質(zhì)積累是果實(shí)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，選育高光效梨樹優(yōu)質(zhì)新品種則是提高干物質(zhì)積累量的有效途徑。然而，由于梨樹童期長且遺傳上高度雜合，采用傳統(tǒng)育種手段選育進(jìn)程緩慢，利用生物技術(shù)則是一種加速育種的有效手段。挖掘調(diào)控梨樹光合作用的關(guān)鍵基因并解析其功能，對(duì)加速梨樹新品種選育和高光效栽培模式創(chuàng)新具有重要意義。目前關(guān)于梨樹光合作用的研究主要集中在生理水平的比較分析，關(guān)于挖掘與分析梨樹光合作用關(guān)鍵基因的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。光是植物生物鐘最主要的外界環(huán)境信號(hào)，植物通過“生物鐘”這種內(nèi)在調(diào)節(jié)機(jī)制適應(yīng)可預(yù)測(cè)的日常環(huán)境變化，達(dá)到更好生長和發(fā)育的目的。

FKF1是植物的一個(gè)生物鐘周期節(jié)律代謝途徑上的一個(gè)基因，該基因在植物中被報(bào)道調(diào)控光周期開花以及纖維素的合成。擬南芥AtFKF1通過與AtCO的LOV功能域互作，從而起到在長日照條件誘導(dǎo)開花的作用。擬南芥Atfkf1突變體表現(xiàn)出纖維素含量明顯增強(qiáng)的表型，表明AtFKF1在纖維素合成起到負(fù)調(diào)控作用。目前FKF1在光合作用的調(diào)控效果還尚未證實(shí)。在梨中，F(xiàn)KF1基因(命名為PpFKF1)未有克隆和功能驗(yàn)證的報(bào)道。目前在梨領(lǐng)域，利用基因工程技術(shù)調(diào)控光合作用的報(bào)道較少，可供選擇的基因極其有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供梨生物鐘基因PpFKF1基因及其應(yīng)用。本發(fā)明為調(diào)控梨樹光合作用提供了可選擇的候選基因，在調(diào)控光合作用方面具有較好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明根據(jù)梨基因組(http://peargenome.njau.edu.cn)信息，分離到梨生物鐘基因PpFKF1，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，序列長度為1899bp，編碼的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，長度是632個(gè)氨基酸。

采用Real-time PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在藍(lán)光(或紅光)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)的處理?xiàng)l件下，PpFKF1基因呈現(xiàn)出“升高-下降-升高”的周期性的變化，表明PpFKF1受到藍(lán)光(或紅光)周期節(jié)律調(diào)控。

利用Gateway技術(shù)將PpFKF1基因重組到pHEX2表達(dá)載體上。在煙草中超量表達(dá)PpFKF1基因可明顯降低植物凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO₂濃度。

本發(fā)明的梨生物鐘基因PpFKF1是光合作用的負(fù)調(diào)控因子，通過基因工程技術(shù)干涉或敲除該基因可達(dá)到提高光合作用的效果，從而在果樹高光效分子育種中發(fā)揮重要作用。

因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供梨PpFKF1基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供所述的梨PpFKF1基因編碼的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發(fā)明還提供含有所述的梨PpFKF1基因的表達(dá)載體。

優(yōu)選，所述的表達(dá)載體為重組表達(dá)載體pHEX2+PpFKF1，是利用Gateway技術(shù)通過BP重組反應(yīng)先將PpFKF1連接在pDONR221載體上，經(jīng)測(cè)序驗(yàn)證序列克隆的正確性后，再通過LR重組反應(yīng)將pDONR221載體上的PpFKF1基因重組連接到pHEX2上，得到重組表達(dá)載體pHEX2+PpFKF1。

因此，本發(fā)明還提供所述的梨PpFKF1基因或其蛋白、或含有所述的梨PpFKF1基因的表達(dá)載體在調(diào)控植物光合作用中的應(yīng)用。

優(yōu)選，所述的應(yīng)用，為超表達(dá)梨PpFKF1基因在抑制植物光合作用中的應(yīng)用。