[發明專利]SlRAV1基因在調控番茄果實早熟和品質中的應用

在審

• 申請號: 202310438998.2
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116286874A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 夏曉劍;?？电?/a>;周艷虹;喻景權
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/84;A01H5/08;A01H6/82
• 代理公司: 杭州初塵專利代理事務所(特殊普通合伙) 33514
• 代理人: 萬靜

本發明提供了SlRAV1基因在調控番茄果實早熟和品質中的應用，該SlRAV1基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。本發明構建獲得了SlRAV1基因敲除的轉基因番茄植株，通過記錄野生型及突變體番茄開花至果實破色期所需天數，發現rav1轉基因番茄果實提前轉色；與同時期野生型果實相比，突變體果實中番茄紅素積累增加，可溶性糖及有機酸含量增多。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，尤其涉及SlRAV1基因在調控番茄果實早熟和品質中的應用。

背景技術

番茄(Solanum?lycopersicum?L.)栽培歷史悠久，已成為世界上廣泛種植的園藝作物之一，其果實具有獨特的風味和豐富的營養物質，深受人們膳食選擇的偏愛。我國是番茄主要生產與消費國，培育高產優質的番茄品種始終是廣大育種工作者的目標。

番茄果實發育分為細胞分裂，細胞膨大和果實成熟三個階段。其中果實細胞膨大期決定著番茄產量；成熟過程伴隨著果實色澤、質地和風味等一系列生理生化變化，這使得番茄果實富含多種營養物質。番茄果實成熟過程中顏色變化主要源于葉綠素降解與番茄紅素、β-胡蘿卜素、葉黃素等類胡蘿卜素的積累。其中，成熟番茄果實富含的番茄紅素可以有效預防心血管疾病和前列腺癌的發生，對人體十分有益。

果實發育時期積累的淀粉隨著果實成熟逐漸被分解成蔗糖、葡萄糖、果糖等小分子的寡糖與單糖，在提升果實甜度方面起到了重要作用。有機酸是番茄果實中另一大類重要成分，其含量高低影響果實的口感。檸檬酸與蘋果酸是番茄中最主要的兩種有機酸，這兩種酸的含量在番茄果實成熟過程中分別呈現上升與下降趨勢。果實的口感很大程度上取決于果實中糖與有機酸含量的比例。

番茄果實作為呼吸躍變型果實，其成熟過程通常伴隨著乙烯含量的迅速上升及呼吸作用的爆發，乙烯在調控番茄等呼吸躍變型果實成熟過程中發揮著核心作用。AP2/ERF轉錄因子家族包括AP2(APETALA2)、ERF和RAV三個亞家族。已有研究報道，ERF位于乙烯信號轉導途徑的末端，介導乙烯調控番茄果實成熟相關基因的表達，進而影響果實成熟進程及品質，如SlERF.F12基因敲除突變體果實提前轉色，并且番茄紅素含量增加。除了ERF亞家族以外，AP2亞家族也有參與番茄果實成熟過程的報道，但與SlERF.F12基因功能不同的是，SlAP2a基因敲除突變體乙烯合成增加，轉色提前，但果實番茄紅素含量降低(Liu?M,GomesBL,Mila?I,et?al.Comprehensive?Profiling?of?Ethylene?Response?FactorExpression?Identifies?Ripening-Associated?ERF?Genes?and?Their?Link?to?KeyRegulators?of?Fruit?Ripening?in?Tomato.Plant?Physiol.2016,170(3):1732-1744.Doi:10.1104/pp.15.01859.；Deng?H,Chen?Y,Liu?Z,Liu?Z,Shu?P,Wang?R,Hao?Y,SuD,Pirrello?J,Liu?Y,Li?Z,Grierson?D,Giovannoni?JJ,Bouzayen?M,Liu?M.SlERF.F12modulates?the?transition?to?ripening?in?tomato?fruit?by?recruiting?the?co-repressor?TOPLESS?and?histone?deacetylases?to?repress?key?ripeninggenes.Plant?Cell?2022,34(4):1250-1272.Doi:10.1093/plcell/koac025.)。

截至目前，番茄SlRAV1基因所屬的RAV亞家族調控番茄果實成熟及品質形成仍未有研究報道。

發明內容

本發明提供了SlRAV1基因在調控番茄果實早熟和品質中的新應用，SlRAV1基因敲除突變體果實中番茄紅素、可溶性糖及有機酸含量增加，果實轉色時間提前，為創制早成熟、高品質番茄種質資源提供參考依據。

具體技術方案如下：