[发明专利]刺葡萄花色苷合成基因VdbHLH037及其应用

说明书

本申请提供了一种刺葡萄花色苷合成基因VdbHLH037，其蛋白序列为SEQ ID NO.1，核苷酸序列为SEQ ID NO.2；本申请还提供了该基因在调节葡萄花色苷合成和葡萄着色调控中的应用。

技术领域

本申请属于水果基因工程领域，具体地，本申请提供了一种刺葡萄花色苷合成基因VdbHLH037(GSVIVT01011123001)及其在调节葡萄花色苷合成和葡萄着色调控中的应用。

背景技术

果实色泽是决定葡萄外观品质的重要因素之一。果实着色面积和着色度是判断红色葡萄和黑色葡萄果实成熟度及品质的重要指标，酿酒葡萄和加工葡萄的色素含量直接影响葡萄酒和葡萄汁的品质。葡萄果实色泽成为决定果实商品性的核心因素，同时也是育种的一个关键选择指标，其形成是各种色素综合作用的结果。叶绿素、类胡萝卜素和黄酮类色素是决定果实颜色的三大类色素。随着果实成熟度的提高，果皮中花色苷含量逐渐升高，而叶绿素含量逐渐降低。果实成熟时，果皮叶绿素含量已降低到最低水平，花色苷合成的种类、含量决定了葡萄果实着色程度。

刺葡萄(Vitis davidii)属于葡萄科(Vitaceae)葡萄属(Vitis L.)，是东亚分布中心的一个野生种，原产于中国，主要分布在中国南方罗霄山脉、武夷山脉、雪峰山脉及武陵山脉等湿热地区，因枝条上密布皮刺而得名。多数野生葡萄资源果粒较小，然而刺葡萄的果粒直径可达1.6cm，且口感较佳。同时，经过长时间的自然选择，刺葡萄具有较强的适应性与抗性，对于通过杂交育种进行品种改良具有重要意义。因此，刺葡萄是葡萄品种改良的重要遗传材料。MybA转录因子在花色苷合成调控方面的研究较为深入，解释了有色葡萄和无色葡萄的形成机理，但难以解释黄白色和紫黑色葡萄之间丰富过度着色类型形成的原因。中国野生葡萄果实多为黑色，刺葡萄是唯一一个发现有白果株系的中国野生葡萄，为研究葡萄着色机理提供了良好材料。

bHLH(basic helix-loop-helix)转录因子结构域具有高度保守性，最早是在动物中发现的，随后在大量真核生物中发现。拟南芥中发现162个、水稻中发现170个、玉米中发现289个、大豆中发现289个、土豆中发现127个。bHLH结构域包含50-60个氨基酸，由两个不同的部分组成：主要由10-15个碱性氨基酸组成的延伸(基础区域)和由40个氨基酸组成被不同长度颈环结构分开的两个α螺旋(螺旋-颈环-螺旋区域)组成。通过进化树分析，bHLH家族可以分为26个亚家族，其中20个亚家族在苔藓植物和维管植物中都有发现，另外6个亚家族只在维管植物中发现。bHLH转录因子家族在植物生理过程中具有重要调控作用，涉及到生物胁迫、非生物胁迫、色素合成以及发育等方面。尽管bHLH在植物中是一个大家族，但是只有很小一部分被鉴定功能。在拟南芥中，Ⅲf亚家族中的TT8、GL3、EGL3与MYB和WD40形成MBW复合体，调控拟南芥色素合成途径。Ⅲ(d+e)亚家族通过调控茉莉酸信号途径，增加植物抗性，促进色素合成。在草莓‘红颜’、‘小白’和白色突变体‘白雪公主’中，Ⅲf亚家族中的FabHLH29均与色素合成有关。课题组前期通过生物信息学学分析以及表达分析筛选到6个候选基因。随后通过系统发育分析发现VdbHLH037属于Ⅲf亚家族，并通过互作调控网络预测VdbHLH037与花色苷合成相关基因具有相互作用。我们通过巨峰果实瞬时表达以及拟南芥遗传转化验证VdbHLH037在花色苷合成过程中的功能，加深对该基因在葡萄着色调控中作用的理解与研究。

发明内容

本发明以刺葡萄为材料筛选到一个促进花色苷合成基因VdbHLH037，并证明了该基因在花色苷合成方面的功能。

一方面，本申请提供了刺葡萄花色苷合成基因VdbHLH037，其蛋白序列为SEQ IDNO.1，核苷酸序列为SEQ ID NO.2

另一方面，本申请提供了包含刺葡萄花色苷合成基因VdbHLH037的载体。

进一步地，载体为过表达载体。

另一方面，本申请提供了调节刺葡萄花色苷合成基因VdbHLH037表达的试剂，或者上述载体在调节植物花色苷合成中的应用。