[发明专利]番茄SlCaM6基因在提高低温抗性中的应用

说明书

本发明提供番茄SlCaM6基因在提高低温抗性中的应用，所述SlCaM6的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明提供的SlCaM6基因为培育耐低温番茄新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值，为研究蔬菜作物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理奠定理论基础。

技术领域

本发明涉及基因工程及分子生物学领域，具体地说，涉及番茄SlCaM6基因在提高番茄低温抗性中的应用。

背景技术

光照、温度等环境因子对作物的生长发育起着至关重要的作用，直接影响到作物品质和作物产量。近年来，随着全球气候不稳定性的增加，低温越来越成为限制作物生长发育的非生物逆境，尤其是北方地区或高山地区。2015-2017年，低温冷冻和雪灾对我国农作物造成的直接经济损失高达287亿元，对农业生产以及农产品供给平衡造成了很大的危害。因此，研究植物对低温胁迫的响应作用及其分子机制，寻找提高植物耐低温能力的关键基因具有重要意义和重大价值。

番茄(Solanum lycopersicum L.)原产南美洲，属于茄科作物，是世界上广泛栽培的蔬菜，为喜温性植物，对低温敏感。番茄因基因组小、染色体图谱研究清楚、易于转化等优点，被广泛用于功能基因组学、分子生物学等研究中。以番茄为对象进行研究，不仅能够对番茄产业的发展起直接促进作用，更能清晰的阐述植物在冷害冻害下的伤害机制及应答机制，为提高植物的抗寒性提供理论依据。

基因编辑技术可以实现对特定DNA片段的敲除、加入等，有锌指核酸内切酶、类转录激活因子效应物核酸酶和CRISPR/Cas等方法，其中CRISPR/Cas是一种来源是细菌获得性免疫的由RNA指导Cas蛋白对靶向基因进行修饰的技术，其靶向为DNA而非RNA。CRISPR/Cas9系统由于几乎可以靶向任何目标序列，容易设计，价格便宜，技术门槛低，使用多个sgRNA可一次靶定多个标靶等特点而受到广泛应用。

发明内容

本发明利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对番茄SlCaM6基因进行定点敲除，其对番茄营养生长和生殖生长均没有明显影响，但可以提高番茄的低温抗性。本发明的目的是提供SlCaM6基因敲除在提高番茄低温抗性中的应用。

SlCaM6基因来源于番茄，在番茄基因组数据库中的编号为Solyc03g098050，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

SlCaM6的敲除，可利用CRISPR/Cas9基因编辑方法，还可以采用T-DNA插入、EMS诱变等方法；且载体导入方法不局限于通过农杆菌转化方法，还包括通过花粉管导入作物细胞、愈伤组织、组织或器官中获得的植株。

对野生型和SlCaM6 CRISPR/Cas9基因敲除植株分别进行低温处理，SlCaM6CRISPR/Cas9基因敲除植株表现为耐低温的表型。

本发明提供的SlCaM6基因为培育耐低温番茄新品种提供了基因资源，具有较好的潜在应用价值，为研究蔬菜作物应答逆境信号的机制和耐受不利环境的分子机理奠定理论基础。

附图说明

图1为番茄SlCaM6 CRISPR/Cas9株系#2和#3 DNA测序结果；

图2为野生型和SlCaM6 CRISPR/Cas9基因敲除植株在低温处理后的表型；

图3为野生型和SlCaM6 CRISPR/Cas9基因敲除植株在低温处理后的相对电导率；

图4为野生型和SlCaM6 CRISPR/Cas9基因敲除植株在低温处理后的最大光化学效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。