[發明專利]調控番茄果實可溶性固形物含量的基因的用途

有效

• 申請號: 202111502131.6
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114107322B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 譚金娟;鄧志平;馮寒騫;周忠靜
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/113;C12N9/22;C07K14/415;A01H5/08;A01H6/82
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種調控番茄果實可溶性固形物含量的基因的用途，所述基因是核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的Solyc01g095900，在番茄中敲除Solyc01g095900基因能提高可溶性固形物含量。即，所述基因Solyc01g095900的用途是：用于構建基因編輯番茄，所述基因編輯番茄不含外源基因片段，可溶性固形物含量比野生型更高。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其是涉及番茄SlREC1a基因調控番茄果實可溶性固形物含量的應用。

背景技術

番茄(Solanum lycopersicum)是世界上重要的蔬菜作物，具有豐富的營養價值。據聯合國糧農組織統計，截至2019年，我國番茄種植面積約109萬公頃，年產量達6287萬噸，穩居世界首位(http://www.fao.org/home/en/)。長期以來，番茄育種更多地關注在產量、貨架期和抗病性等方面，導致市場上栽培番茄風味品質下降(Klee and Tieman,2013；Tieman et al., 2017)。

糖類是果實干物質的重要組成成分，更是果實風味品質的重要決定因素之一。糖與酸的種類、含量及比例對果實的感官品質具有至關重要的作用，也是影響果實市場競爭力的重要因素。番茄果實中的糖主要來源于葉片和幼果光合作用產生的碳水化合物，而糖分的積累類型分為己糖積累型和蔗糖積累型，普通栽培番茄為己糖積累型，主要積累葡萄糖和果糖。可溶性固形物(Total Soluble Solid,TSS)含量是衡量果實品質的重要指標之一，主要包括可溶性糖、有機酸等物質。番茄果實中的可溶性固形物主要為可溶性糖(約占65％，主要為蔗糖和己糖)、有機酸(約占13％，主要為檸檬酸和蘋果酸)和其他一些微量物質(如酚類、氨基酸、維生素C和礦物質等)(Balibrea et al.,2006；Kader,2008)。番茄馴化過程中，果實可溶性固形物含量程下降趨勢，普通栽培番茄的可溶性固形物含量約為4％-6％，而野生種果實的含量為普通番茄的2-3倍(Beckles et al.,2011)。由于番茄果實中可溶性固形物與糖含量有較高的相關性，糖含量常以可溶性固形物含量的多少來指示(Malundo et al.,1995)。

番茄果實的可溶性固形物含量為數量性狀，其遺傳調控較為復雜，目前已有許多與可溶性固形物含量相關聯的QTL位點被發現(Bernacchi et al.,1998；Eshed andZamir,1995)，其中個別位點關鍵基因的功能已被驗證，例如質外體蔗糖轉化酶Lin5基因(Baxter et al.,2005；Fridman and Zamir,2003)。研究還發現，番茄可溶性固形物含量相關QTL位點與番茄果實重量相關位點的遺傳距離較近，且果實可溶性固形物含量與果實重量呈負相關(Tanksley,2004；Tieman et al.,2017)。因此，揭示番茄果實可溶性固形物積累的分子機制具有重要意義，這不僅關系著番茄風味品質的形成，也與番茄的產量密切相關。此外，番茄是研究肉質果實發育、成熟的模式植物，探究番茄糖分積累的調控機理，對于番茄以及其他果蔬的高品質育種均具有重要意義。

TPR(Tetratricopeptide repeat)基因是一類含有TPR保守基序的基因家族，該家族廣泛存在于原核和真核生物基因組中。TPR基序通常可介導蛋白質之間的互作，可參與轉錄調控、蛋白轉運、蛋白質折疊、蛋白復合物的組裝以及RNA剪接等細胞生物學過程(Blatchand 1999；D'Andrea and Regan,2003)。番茄Solyc01g095900蛋白(本文中命名為SlREC1a)含有 3個TPR基序，其在擬南芥中的同源蛋白AtREC1(Reduced ChloroplastCoverage 1)被證明參與葉肉細胞中葉綠體區室大小的調控(Larkin et al.,2016)。此外，花卉植物猴面花(Mimulus) 的RCP2(Reduced Carotenoid Pigmentation 2)蛋白也是一個REC家族的TPR蛋白，可參與調控花器官中有色體的發育及類胡蘿卜素的生物合成(Stanleyet al.,2020)。