[发明专利]一种番茄果实成熟基因Sl0658及其应用

说明书

本发明公开了一种番茄果实成熟基因Sl0658及其应用，番茄Sl0658基因和甘酸序列如SEQ ID NO:1所示；其具有典型的NAC家族保守结构域，编码NAC蛋白；本发明采用功能基因组学相关技术证实番茄Sl0658基因在番茄果实成熟中发挥重要作用；将本发明果实成熟基因Sl0658构建到植物表达载体上并转入番茄中干涉表达，转基因番茄会表现出果实成熟延缓的能力，可以直接用于生产中控制果实的成熟进程。

技术领域

本发明属于分子生物学以及基因工程领域，具体涉及一种从番茄 (Solanum lycopersicum ) 中获得一个新的果实成熟基因Sl0658及其应用。

背景技术

番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)栽培历史悠久，因其基因组小，生长周期短，且与拟南芥、水稻、玉米等模式植物亲缘关系较远而成为研究肉质果实发育和成熟的模式植物。现已获得大量番茄种质资源、突变体库、高密度遗传图谱、EST 资源，且瞬时表达和稳定转化技术成熟。此外，2012年5月完成的栽培番茄全基因组精细序列分析极大地推动了番茄功能基因组学及分子遗传学研究。果实成熟过程涉及到大量代谢途径的调节以及生理生化属性的显著改变，需要对一系列基因的时序性表达进行精密转录调控，因此番茄成熟相关转录因子的功能研究成为植物学领域的研究热点之一。

转录因子是一群能与基因5′端上游特定序列(启动子区域)专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达蛋白质分子，通过对目标基因转录水平的调节，进而影响细胞的生物学行为。通过生物信息学预测，番茄中至少存在着62个转录因子家族，在植物激素合成、组织细胞膨胀、细胞壁物质代谢、调节果实成熟及色素积累等多个方面发挥着重要的调控作用（Zhang et al., 2010）。NAC 转录因子，其命名是基于最初发现的该家族的几个基因首字母的缩写：NAM (NO APICAL MERISTEM) 、ATAF1-2 、CUC2 (CUP-SHAPED COTYLEDON)。NAC 转录因子一般由两个内含子和三个外显子组成；前两个外显子主要编码NAC 的DNA 结合域，而最后一个外显子编码转录激活域。NAC转录因子在植物发育的不同阶段、低温、干旱、病原体和机械损伤等各个方面都发挥极其重要的作用（Soueret al.，1996；Takada et al., 2001; Olsen et al., 2005; Hu et al., 2006;Catherine et al., 2010）。而它在果实成熟方面的报道迄今为止仅限于LeNAC-NOR(Cantu et al.，2009)。番茄突变体nor不能正常成熟，在果实发育后期没有呼吸释放高峰和乙烯合成高峰，但是在受到伤害时可以合成乙烯（Osorio et al., 2011）。

基于对番茄中LeNAC-NOR 类似的乙烯上游转录因子的探索，本发明从番茄nor突变体的芯片中克隆得到一个新的NAC基因---Sl0658。干涉Sl0658的转基因番茄显示果实成熟进程变慢，通过合理利用这种转基因材料可以调节番茄的上市时间，为生产服务，目前未见本发明基因的报道。