[发明专利]葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因及其编码蛋白和应用

说明书

本发明涉及葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因及其编码蛋白和应用，属于植物基因工程技术领域。本发明利用强启动子驱动原理的转基因技术，将VvRR基因的超量表达载体转入番茄中，从而获得转基因番茄植株。实验证明，相对于野生型番茄植株，超量表达VvRR基因的转基因番茄植株的果实坐果率显著提高。说明VvRR基因与植物果实坐果率有密切的联系，因此VvRR基因可以用于提高植物的果实坐果率。

技术领域

本发明涉及葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因及其编码蛋白和应用，属于植物基因工程技术领域。

背景技术

葡萄和葡萄酒中富含有益于人体的矿物质、维生素和多种必需氨基酸等物质。其中，白藜芦醇具有防癌抗炎、延缓衰老和提高免疫力等功效而引起了全世界的关注，也促进了世界葡萄产业的发展。美洲葡萄或欧美葡萄杂交种的果实品质优良且抗逆性强，在鲜食葡萄产业中占据主导地位。但是，美洲葡萄或欧美杂交种葡萄表现出坐果率低的特点，在生产过程中需要大量使用植物生长调节剂来促进葡萄果实坐果。植物生长调节剂的使用一方面增加了果农的生产成本和劳动时间，同时也降低了葡萄果实品质，且增加了环境污染的风险。因此，通过生物技术培育坐果率高、品质优良且抗逆性强的转基因葡萄对于生产实践具有重要意义。

果实坐果是指胚珠受精后，子房发育成为幼小果实的关键过程，包括盛花后的细胞分裂和细胞延伸。该过程直接决定果实后期的生长和发育，主要包括果实的数量和大小、种子发育状态，最终决定果实产量和品质。葡萄主要通过子房特异细胞的分裂来起始幼果生长，一般在开始开花到盛花后5d；随着细胞的分裂膨大，子房转变为幼果，坐果过程发生在盛花后6-12d。大部分葡萄在盛花后9-10d落花严重，为第一个落果高峰期。美洲或欧美杂交种葡萄在这个时期落果更为严重，如巨峰等。葡萄生产中主要在盛花后5d左右使用细胞分裂素或配合赤霉素来促进葡萄坐果。果实坐果可依赖于、也可不依赖于授粉受精，其中后者也称为专性单性结实。外源激素处理在这两种坐果类型中都具有重要的调节作用。

细胞分裂素、赤霉素和生长素是参与果实坐果与幼果发育的主要激素，其中赤霉素和生长素调控果实坐果与幼果发育的分子机制的研究取得了一定的进展。GA3ox和GA20ox家族的大部分基因在果实坐果和幼果发育过程中表达量快速增加，基因定位表明这些上调表达基因主要定位在授粉后的子房中。GID1s(GA Insensitive Dwarf1s)是赤霉素受体基因，其在拟南芥果荚坐果与幼果发育中起重要作用。GID1A主要在拟南芥的雌蕊中表达，GID1B和GID1C分别在胚珠和子房壁中表达。GID1s突变后影响果实坐果和幼果发育，gid1a果实坐果率显著降低，gid1b和gid1c果实大小发生改变、种子发育不正常。图位克隆发现fwf位点包含一个ARF8基因，该基因导致不能启动果实和种子发育信号的产生，作为一个抑制子阻止心皮的发育，进而降低果实的坐果率。细胞分裂素在葡萄生产中的应用非常广泛，可以诱导花序由雄性转变为雌性、诱导卷须转变为其同源器官花序、促进果实坐果、果粒膨大和单性结实、延迟果实成熟和增加果实硬度等，其中以促进葡萄坐果的应用最具有代表性。到目前为止，细胞分裂素促进葡萄果实坐果的分子机制或关键基因还不清楚。

发明内容

本发明的目的是提供葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因，该基因能够提高植物果实的坐果率。

本发明还提供了葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR，该蛋白能够提高植物果实的坐果率。

本发明还提供了包含葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因的重组表达载体，该载体携带葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因，因此能够超表达VvRR基因，进而能够提高植物果实的坐果率。

本发明还提供了上述的包含葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR基因的重组表达载体的制备方法，能够制得该载体。