[发明专利]一种促进转基因番茄生长和虾青素积累的栽培方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地，涉及一种促进转基因番茄生长和虾青素积累的栽培方法。

背景技术

光合生物参与光合作用的类胡萝卜素(如β-胡萝卜素、叶黄素和玉米黄素)为非酮式类胡萝卜素，是人体合成维生素A的唯一来源。一些单细胞绿藻在逆境下还能合成和积累酮式类胡萝卜素(ketocarotenoid),如虾青素(astaxanthin)。虾青素独特的分子结构和极强的抗氧化活性赋予它高效的抗辐射，抗衰老，抗肿瘤和预防心血管等疾病的功能。这使虾青素成为保健和美容等行业的新宠。然而天然虾青素的来源非常有限，人类一般通过食用海鲜(如虾、蟹和三文鱼)获得虾青素。微藻来源的虾青素生产成本高且难以突破其产量瓶颈而致其价格非常昂贵，发掘新的天然虾青素资源具有重大的意义。中国科学院昆明植物研究所黄俊潮研究组与香港大学/北京大学的陈峰教授合作，经过十余年的努力，首次实现了以番茄为细胞工厂高效生产虾青素的目标(1,2,3)，使利用经济作物产业化生产高价值天然虾青素成为可能。番茄是我国设施栽培的主要蔬菜之一，为茄科(Solanaceae)番茄属一年生草本植物，其产量多与栽培条件密切相关，只有保持适当的栽培条件，才能获得优质高产。光合作用是番茄生育和产量形成的基础，而番茄光合作用除受植株本身内在因素的制约外，还与各种环境因素密切相关。因此，在设施栽培条件下，有必要根据番茄光合特性与环境之间的关系，来确定提高番茄光合作用能力的栽培和环境管理措施。其中，如何选择适宜的光照强度成为限制番茄生长及生产的关键问题(4,5,6,7)。目前，如何通过调节设施栽培环境条件从而促进虾青素转基因番茄植株的生长及果实虾青素含量积累的方法仍属空白。

发明内容

本发明的目的在于以虾青素转基因番茄为材料，研究不同光照强度下对转基因番茄生长发育、生理特性及果实虾青素含量的影响，旨在为虾青素转基因番茄高效栽培和果实虾青素含量积累提供技术，为栽培过程中的光照管理提供方法。最终实现提供通过调节设施栽培环境条件从而促进虾青素转基因番茄植株的生长及果实虾青素含量积累的方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

促进转基因番茄生长和虾青素积累的栽培方法，以虾青素转基因番茄为材料，播种转基因番茄种子，出苗两个月后的幼苗移栽于栽培温室中，将转基因番茄幼苗分别用尼龙网遮阴，用量子照度计测定光强分别为遮光75％，50％，30％及全光照四个光照梯度进行处理，分别于花期和果期进行光合作用测定，并于果实成熟时分三次采收，测定其中虾青素含量；种植期间，日常规律浇水，保证水分状态良好，并使用风机及湿帘进行降温处理，定期除虫防病。

根据所述的栽培方法，其中所述虾青素转基因番茄是保藏号为CGMCC No 9223号的转基因番茄。

根据所述的栽培方法，其中光强采用遮光30％的光照。

根据所述的栽培方法，其中栽培温室位于Alt.1942m；北纬25°8ˊ14〞，东经102°44ˊ33〞。

根据所述的栽培方法，其中光强采用全光照和30％遮阴条件时，转基因番茄植株的光合速率高，光合能力强，植株生理活性强，生长和结实好。

虾青素是具有极高价值的酮式类胡萝卜素，然而来源非常有限。本发明以虾青素转基因番茄为细胞工厂高效生产虾青素为材料，利用不同的光照强度梯度栽培虾青素转基因番茄，实验结果表明在光照强度为日照30％条件下，转基因番茄光合能力及果实虾青素含量最佳，是虾青素转基因番茄生长的适宜光强，为进一步研究富含虾青素的转基因番茄人工高效种植技术体系的建立奠定了技术基础。

具体实施方式

下面用本发明实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此来限定本发明。

实施例1：

1.材料和方法：

1.1研究材料：

2013年6月播种虾青素转基因番茄(黄俊潮等(Huang JC等，2013)通过基因工程方法将绿藻中筛选和分离到能催化植物细胞中β-胡萝卜素和玉米黄素成虾青素的酮化酶和羟化酶基因转入野生型番茄植株(cv.UC82B)中，得到的转基因番茄(已于2014年5月14日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏号为：CGMCC No 9223号，分类命名：虾红1号转基因番茄。)种子苗120株，出苗后两个月移栽于昆明植物研究所栽培温室中(Alt.1942m；北纬25°8ˊ14〞，东经102°44ˊ33〞)。

1.2研究方法：