[发明专利]一种基因、重组质粒及在提高番茄果实色素积累中的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，特别涉及一种调控番茄果实色素积累的基因、真核重组质粒及其制备方法与应用。

背景技术

番茄红素是重要的抗氧化剂之一，具有清除活性氧自由基、促进细胞间隙连接通讯、防癌抗癌等多种生理功能。

近年来基因工程从对结构基因的遗传操作已拓展到对调节基因的遗传操作(Gantet P et al.，2002，Trends Pharmacol Sci，23：563-9；Wagoner W et al.2003，Activation tagging in tomato identifies a transcriptional regulator of anthocyanin biosynthesis，modification，and transport.Plant Cell，15：1689-703)。通过RNA干扰技术(RNAi)获得目标基因表达水平降低的转基因植株，再观察转基因植株的表现型来研究基因的功能，也就是功能基因组学研究中应用最广泛的反向遗传学方法。如，利用CaMV35S启动子在番茄中过量表达燕麦的红光和远红光受体光敏素(PHYA)可以引起番茄果实高色素表现型，叶片和果实颜色加深，但植株矮化(Boylan MT，Quail PH.1989，Oat phytochrome is biologically active in transgenic tomatoes.Plant Cell，1：765-73)。过量表达蓝光受体隐花色素(CRY2)基因也可以提高果实中类黄酮和番茄红素的含量，叶片中叶绿素和花青素含量提高，植株矮化(Leonardo G，et al.，2005，Manipulation of the Blue Light Photoreceptor Cryptochrome 2 in Tomato Affects Vegetative Development，Flowering Time，and Fruit Antioxidant Content.Plant Physiology，137：199-208)。利用RNAi技术组成型地干涉光形态建成的正调控基因LeHY5的表达，使番茄果实的类胡萝卜素含量和叶片中的叶绿素的含量下降，而光形态建成的负调控基因LeCOP1LIKE的RNAi转基因番茄果实中类胡萝卜素的总含量明显提高，叶片呈现深绿色。(Liu YS，et al.，2004， Manipulation of light signal transduction as a means of modifying fruit nutritional quality in tomat

综上所述，现有技术中虽然公开了一些用于调控番茄果实色素积累的基因，但通过基因工程技术克隆和筛选出更多的调节基因，对提高番茄果实色素积累，培育品质优良的番茄仍然有着重要的作用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新的基因、真核重组质粒及其制备方法，本发明的目的之二是将所述基因和真核重组质粒在提高番茄果实色素积累中应用，以培育出品质更好的番茄。

本发明的技术方案如下：

利用生物信息学方法分析确定一个与质体分裂调控有关的基因HP1(Gene Bank：AY531660.1)作为诱饵基因构建到PLexA酵母双杂交系统的表达载体中，然后利用番茄果实发育的目标基因文库(所述文库及其构建见实施例1)筛选到与HP1基因相互作用的目标基因，命名为HP5(high-pigment 5)基因。序列分析显示基因HP5的mRNA包含1551个碱基的开放阅读框，其核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示，其氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO：2所示。在DFCI网站(http://compbio.dfci.harvard.edu)找到7个EST (expressed sequence tag)，显示该基因可能是番茄的一个调节基因。

本发明所述真核重组质粒，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达载体构成，所述基因片段是位于起始密码子下游1135bp至1549bp的核苷酸序列，将所述基因片段正向和反向插入真核表达载体，正向插入的基因片段与反向插入的基因片段之间存在有150bp的内含子。

本发明所述真核重组质粒的制备方法，其特征在于步骤如下：