[發明專利]馬鈴薯StABL1基因在調控馬鈴薯熟性中的應用

有效

• 申請號: 202111007252.3
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113637686B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 宋波濤;景晟林;孫小夢;余柳;王恩爽;覃駿;董烈鵬
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/02;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 魏思凡

本發明提供了馬鈴薯StABL1基因在調控馬鈴薯熟性中的應用，通過馬鈴薯基因組數據庫中公布的序列，以栽培種鄂馬鈴薯3號葉片的cDNA為模板，克隆了StABL1基因，并構建超量表達載體，遺傳轉化鄂馬鈴薯3號和E109進行轉基因功能驗證，發現超量表達StABL1基因能夠促進馬鈴薯早熟，主要表現在葉片提前衰老、提前開花、地下部提前結薯以及生命周期縮短等特征。

技術領域

本發明屬于分子遺傳育種領域，具體涉及的是馬鈴薯StABL1基因在調控馬鈴薯熟性中的應用。

背景技術

馬鈴薯(Solanum?tuberosum?L.)是僅次于水稻、小麥和玉米的世界第四大糧食作物，對糧食安全起著至關重要的作用。它的主要食用部位為地下儲藏器官或稱為塊莖，這些塊莖積累了大量的淀粉和維生素C。馬鈴薯生產實踐中，熟性和塊莖淀粉含量是育種時重要的兩個農藝性狀。淀粉的含量影響馬鈴薯鮮食口感和加工品質，占塊莖干物質的80％左右。而熟性不同的品種可以根據不同地區和氣候的變化，滿足市場的需求。馬鈴薯塊莖被用作研究特殊營養器官形成的模型，其特征是在不同的光周期或不利條件下采用有性繁殖和營養繁殖來生存的雙重繁殖系統(Khosa?et?al.,2021；Zierer?et?al.,2021)。貯藏器官形成和開花誘導受到分子級聯途徑調節，其中磷脂酰乙醇胺結合蛋白(PEBP)基因家族的成員FLOWERING?LOCUS?T(FT)是主要參與者(Navarro?et?al.,2011；Navarro?et?al.,2015)。馬鈴薯的長日照(LD)開花和短日照(SD)結薯由兩種不同的FT同源基因調控，分別稱為開花素StSP3D和結薯素StSP6A(Navarro?et?al.,2011)。

馬鈴薯熟性受到主效數量性狀位點(QTL)的調控。在馬鈴薯中，StSP6A的誘導表達與植株衰老進程同步(Lehretz?et?al.,2019)。塊莖形成起始、開花、葉片衰老和生命周期長度被認為是植物成熟的幾個重要熟性性狀，并作為馬鈴薯成熟的評估標準(Visker?etal.,2003)。然而，這些幾乎同時發生的發育變化之間生物學關系仍然未知。前人研究發現超量表達參與馬鈴薯光周期誘導的基因StCDF1.2，植株表現出加速衰老的跡象，并比對照提前5周結束生命周期(Kloosterman?et?al.,2013)，但其他相關報道幾乎沒有。

盡管FT基因及其蛋白復合體在馬鈴薯開花和塊莖形成中的功能被發掘的越來越多，但FT基因在同步馬鈴薯成熟亞性(包括塊莖形成、開花、葉片衰老和植物生命周期的長短)中的分子作用模式目前還不得而知。因此，馬鈴薯StSP6A在整個植物生命周期中發揮重要作用，研究StSP6A相關調節機制有重要的理論和現實意義。

根據擬南芥相關報道以及馬鈴薯生物信息分析，篩出了可能與馬鈴薯早熟相關的StABL1基因。目前，關于StABL1基因在馬鈴薯塊莖發育過程中的功能并無相關文獻報道。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明提供了馬鈴薯StABL1基因在調控馬鈴薯熟性中的應用，通過馬鈴薯基因組數據庫中公布的序列，以栽培種鄂馬鈴薯3號葉片的cDNA為模板，克隆了StABL1基因，并構建超量表達載體，遺傳轉化鄂馬鈴薯3號和E109進行轉基因功能驗證，發現超量表達StABL1基因能夠促進馬鈴薯早熟，主要表現在葉片提前衰老、提前開花、地下部提前結薯以及生命周期縮短等特征。

為了達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

1.StABL1基因，鄂馬鈴薯3號StABL1基因CDS序列如序列表SEQ?ID?NO：1所示。馬鈴薯基因組數據庫(http://spuddb.uga.edu/)公布的序列ID為Soltu.DM.10G025990.1。上述兩者序列完全一致。

2.StABL1基因克隆和功能驗證方法，包括如下步驟：(1)引物設計；(2)RNA提??；(3)cDNA制備；(4)PCR反應和表達載體構建。

3.馬鈴薯StABL1基因在促進地上部分提前開花過程中的應用。