[发明专利]控制番茄果实形状的基因及克隆方法和应用

说明书

本发明涉及一种控制番茄果实形状的基因及其克隆方法和应用，该番茄果实形状调控基因的cDNA核苷酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示。该基因可以实现调控番茄形成椭圆果实、圆形果实、扁圆果实，可以在改变番茄果形、培育新品种方面进行应用。

技术领域

本发明涉及植物技术领域，尤其涉及一种控制番茄果实形状的基因及其应用。

背景技术

果实形状是育种重点关注的农艺性状。其中，对于以鲜果为食用器官的蔬菜作物，果实形状更是重要的商品性状。目前，植物中对于果实形状的研究大致可以分作两类，一类是以水稻的颖果、拟南芥的角果等干果为代表的研究，另一类则聚焦番茄为代表的肉质果实。

在水稻中，颖果的形状往往与米粒的形状一致，因此，颖果的外观品质一直受到育种家的高度关注。中国的学者很早就注意到水稻外形可能与稻米的品质关联，并据此将中国的栽培稻粗略地分为籼稻和粳稻。一般而言，籼稻粒形窄而长，粳稻则短而圆。在分子生物学层面，近年来水稻中鉴定了一系列基因可以通过影响细胞周期机制改变细胞分化进程，进而改变稻粒形状，影响稻米品质，如GW2、qSW5、GS5、GW8、GS3，GLW7和GL7/GW7等。

模式植物拟南芥中的研究表明角果的发育取决于顶端分生组织动态变化，其中研究较多且较为清晰的调控机制被称作CLV-WUS反馈回路(The CLV-WUS feedbackcircuit)，核心基因包括CLV1、CLV2、CLV3和WUS等。其中CLV3编码一种小分子的多肽，与CLV1结合位点结合后失去了对WUS的转录抑制活性，使WUS正常表达，而WUS的转录后又会促进CLV3的表达，进而“反馈”调节自身的活性。这样的一种动态平衡使得顶端分生组织正常生长，打破这种平衡最终会使拟南芥的器官发生变化(Galli et al.,2016；Kondo et al.,2006；Schoof et al.,2000；Zhou et al.,2015)。

番茄是世界栽培最广的果蔬之一，同时也是研究肉质果实生长发育的模式植物。如图1所示的番茄果形图，经过多年以来的自然突变和人为驯化，番茄中积累了极其众多的果形变异，暗示了其巨大的育种潜力以及背后庞大的调控网络。番茄果实的生长发育涉及多个复杂的调控网络，番茄果实形状的发生与决定是果实发育的关键节点。研究番茄果形调控，一方面可以为培育高产优质的番茄新品种奠定基础，另一方面也对其它肉质果实的生长发育调控机制具有重要的指导意义。根据外形大体上可以将番茄的果实形状分为：扁平形(Flat)、矩形(Rectangular)、椭圆形(Ellipsoid)、倒卵形(Obovoid)、圆形(Round)、牛心形(Oxheart)、长形(Long)和心形(Heart)八种(Gustavo et al.,2011)。Khambanonda(1950)在研究辣椒果实时首次提出用“果型指数”描述果实形状，即果型指数＝果实纵径/果实横径，用于量化果实形状便于遗传分析。一般可以把果型指数大于1的番茄统称为长圆果，包括上述矩形、椭圆形、倒卵形、牛心形和长形果实。

作为蔬菜食用时，我国市场偏好大果、扁果，而作为鲜食水果时，则需要更多种多样的果形(马兆红，2017)。García等(2013)的研究表明，长圆果形的番茄与扁圆形的相比在机械化收割方面有着先天优势，因而加工番茄的品种多为长圆形或椭圆形。