[发明专利]一种调控番茄抗坏血酸积累的基因及应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，公开了一种调控番茄抗坏血酸积累的基因及应用，调控番茄抗坏血酸积累的SlF‑Box基因的DNA为SEQ ID NO：1；利用调控番茄抗坏血酸积累的SlF‑Box基因编码的蛋白氨基酸序列为SEQ ID NO：2；利用调控番茄抗坏血酸积累的F‑box基因构建的表达载体为pGBKT7，DNA序列为SEQ ID NO：3。本发明对转基因株系做泛素表达水平检测发现，超量表达SlF‑Box之后，泛素表达水平有上调趋势，与之对应的是抗坏血酸含量的下降；本发明实验表明F‑box蛋白SlF‑Box通过泛素‑蛋白酶复合体途径能调控番茄中抗坏血酸的合成。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，尤其涉及一种调控番茄抗坏血酸积累的SlF-box基因及应用。

背景技术

目前，F-box是由大约50个氨基酸组成的蛋白motif，主要作用是作为蛋白与蛋白之间的结合位点，首先被发现参与构成SCF(Skip1-Cullin-F-box)泛素E3连接酶复合体，特异性的结合底物然后启动依赖泛素蛋白酶复合体途径的降解过程(Kipreos and Pagano2000)。F-box蛋白在真核生物中广泛存在，其中拟南芥全基因组测序发现至少1000个F-box蛋白，水稻中也已有687个F-box基因被鉴定出来(Xu et al 2009)。基因序列的差异导致其具有不同的功能，在植物中F-box在遗传上控制许多至关重要的过程，主要包括胚胎发生、植物体内激素(ETH、Auxin、GA、JA等)的信号转导与调控、幼苗发育、花器官形成、衰老等过程(Lechner et al 2006)。最近的研究表明，F-box蛋白在植物的逆境反应以及相关代谢物的合成调控方面也发挥重要作用(Feder et al 2015；Lyzenga and Stone 2012)。

吲哚-3-乙酸(IAA或Auxin)参与植物生长发育的诸多过程，是第一个被证实通过SCF复合体途径进行信号转导的植物激素。F-box蛋白TRANSPORT INHIBITOR RESPONSE 1(TIR1)是SCF复合体的一部分，其通过靶向特定AUX/IAA蛋白来启动依赖泛素蛋白酶复合体途径的降解来介导生长素依赖的转录调控(Gray et al 2001)。AUX/IAA蛋白作为阻遏蛋白通过结合和阻断AUXIN RESPONSE FACTOR(ARF)转录因子转录激活生长素诱导基因的表达发挥作用(Dharmasiri and Estelle 2004)。F-box蛋白家族TIR1和AFB2通过促进Aux/IAA转录阻遏物的降解影响生长素的信号转导，另外两个F-box蛋白家族成员AFB4和AFB5也可作为生长素受体起作用，且表现出明显的生长素特异性(Prigge et al 2016)。

光在植物生长发育中非常重要，影响植物体内很多的生理生化代谢过程以及相关的基因表达，高等植物中光信号转导和生物钟节律也受到F-box蛋白的调控。An等人通过比对拟南芥中MAX2(MORE AXILLARY GROWTH2)基因，在苹果中找到一个F-box蛋白MdMAX2，研究发现在苹果愈伤组织中超量表达MdMAX2可提高花青素的积累，拟南芥中MdMAX2的异位表达显示光形态发生表型，包括增加花青素含量和下胚轴长度减少，进一步的研究表明，MdMAX2通过影响生长素和其他植物激素信号转导促进植物光形态发生，苹果愈伤组织和拟南芥中超量表达MdMAX2相比对照表现出对盐和干旱胁迫更强的耐受性(An et al 2016)。