[发明专利]番茄SLLCD基因及其应用

说明书

本发明提供一种番茄SLLCD编码区基因，以及该基因编码的番茄SLLCD蛋白，该基因的编码区核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明的优点在于，本发明的番茄SLLCD编码区基因，其属于内源H₂S产生直接相关的酶编码基因，在番茄中抑制SLLCD基因的表达能够明显影响到番茄果实中种子的发育，产生没有种子或种子发育不完全的转基因植株；可用于无籽番茄的获得以及果实中有益物质的保持；而且，在SLLCD转基因植株中，果实发育不受影响，因此可以保持番茄果实的优良性状；说明SLLCD在发育过程中具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地说，涉及一种番茄内源H₂S产生直接相关的酶编码基因及其在产生无籽番茄过程中的应用。

背景技术

种子形成是植物发育过程中的重要过程，有性繁育的植物经过授粉和受精过程，由胚珠发育而来。同时可以利用植物的繁殖方式和遗传变异特点来保持其优良品种。无籽是一个优良的果实性状。无籽果实品质优良，可食率高，更易吸引消费者购买。无籽果实的产生可以提高果实品质，达到较高的无核率，增加果粒的大小，从而最大程度保持果实中的有益物质，获得优良的蔬果品种，提高市场售价和种植收益，有利于保护遗传改良的作物特别是一年生作物品种不被改变。

番茄营养丰富，含有丰富的胡萝卜素，B族维生素，维生素C和番茄红素，可以生食，煮食，也可以加工成番茄酱，番茄汁等产品。番茄中的茄红素是一种很强的抗氧化剂，具有极强的清除自由基的能力，对防治前列腺癌，乳腺癌等有显著效果，还有预防心脑血管疾病，提高免疫力和延缓衰老等功效，是自然界中最强的抗氧化剂之一。其抗氧化作用是β胡萝卜素的2倍，是维生素E的100倍。同时，番茄无籽果实的可溶性固形物和糖的含量要比有籽品种高，而酸与纤维素的含量则低于有籽品种。

关于无籽番茄的获得，通常是为果实施用一定浓度的植物激素，如在授粉前人工涂抹生长素或者生长素类似物，促进子房发育成果实，即抑制种子发育的同时促进果实发育，同时，其细胞内的遗传物质并没有发生变化。随着分子生物学技术日新月异的发展，基因工程技术也得到了飞速的发展，通过基因编辑方法获得无籽果实已成为可能。H₂S较早被证实可以打破种子休眠，促进种子萌发。LCD是植物中以L-Cys为底物，产生内源H₂S直接相关的酶编码基因(Papenbrock et al.，2007)，与动物的CSE属一类。番茄编码区基因SLLCD突变体中，果实正常发育，产生无籽表型，且番茄叶和心皮等器官中SLLCD基因表达水平下降，说明抑制SLLCD基因有利于无籽番茄的获得。目前，LCD与无籽果实获得的机理仍未报道，值得被进一步研究。

植物体内H₂S的生成酶比动物细胞丰富，定位于细胞质，线粒体和叶绿体等多个亚细胞部位，表达具有时空性。内源产生的H₂S参与了植物体生长发育和逆境胁迫响应等过程，同时发现H₂S和活性氧，NO，CO，Ca²⁺，以及脱落酸，茉莉酸，赤霉素，生长素，乙烯等植物激素信号路径存在相互作用。植物体内以Cys为底物产生H₂S的酶有多种，目前对这些酶类研究最深入的植物是拟南芥，已经被鉴定出的酶类根据其功能主要分为4大类。即半胱氨酸脱巯基酶，半胱氨酸脱硫酶，β-氰丙氨酸合酶和O-乙酰丝氨酸硫醇裂解酶。鉴于L-Cys是植物体内Cys的主要存在形式，推测以L-Cys为底物的CDes是内源H₂S生成的主要贡献者。最新的研究表明，H₂S可以对蛋白质的活性Cys残基进行巯基化修饰，这可能是其参与各项生命活动的重要作用方式之一(Pei，2016)。目前，其他内源H₂S产生相关的酶基因，在番茄果实成熟和种子发育等过程中的功能还未知。

发明内容

本发明的目的在于提供番茄SLLCD编码基因；

本发明的另一目的在于提供所述基因所编码的番茄SLLCD蛋白；