[发明专利]一种乙醛脱氢酶基因DkALDH10及其应用

说明书

本发明公开了一种乙醛脱氢酶基因DkALDH10及其应用，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。本发明通过对中国甜柿‘鄂柿1号’果实发育的关键时期的果肉转录组数据进行表达差异筛选，首次克隆并鉴定到了一个中国甜柿乙醛脱氢酶基因家族重要成员DkALDH10基因。进一步，通过构建DkALDH10基因干涉载体和超表达载体，以及遗传转化验证DkALDH10基因通过调控乙醛代谢而调节果实可溶性单宁和不溶性单宁的相对含量，进而调节柿脱涩过程。本发明首次阐明了DkALDH10基因与中国甜柿自然脱涩间的关系，完善了中国甜柿自然脱涩分子调控网络，为中国甜柿遗传改良提供了新的科学依据和基因资源。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种乙醛脱氢酶基因DkALDH10及其应用。

背景技术

我国是柿(Diospyros kaki Thunb.)原产地，也是世界上柿树栽培历史最悠久、面积最大和产量最多的国家，但传统产区以涩柿为主。柿果中存在特化的单宁细胞，其液胞中积累的原花青素(又称“单宁”，proanthocyanidin,PA)是食用后产生涩感的主要原因。根据果实成熟时能否在树上自然脱涩及其性状遗传特点，现有柿品种分为完全甜柿(Pollination-constantnon-astringent，PCNA；简称“甜柿”)和非完全甜柿(non-PCNA；简称“涩柿”)。涩柿果实成熟后需经脱涩处理才能食用，不仅消耗人力、物力和财力，且脱涩后的果实货架期短；而脱涩不完全的柿果不仅商品性降低，还引起消费者对其诱发胃柿石(gastric phytobezoar)的恐惧。因此，成熟果实可在树上自然脱涩的完全甜柿是目前世界范围内产业发展和遗传改良的重点目标。

已有研究表明，中国甜柿自然脱涩是乙醛介导的可溶性单宁的不溶化过程，亦即果实中的挥发性产物乙醛与可溶性单宁结合转变生成不导致涩感的不溶性凝胶类物质(通称“凝固效应”)，该过程主要受乙醛代谢途径中的三个酶基因家族控制：丙酮酸脱羧酶(pyruvate decarboxylase,PDC)，乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)和醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenases,ALDH)。其中，乙醛脱氢酶(ALDH)催化乙醛氧化形成乙酸、CO₂和H₂O。已有研究结果表明，利用乙醇和CO₂等处理均显著增强ADH和PDC的活性，诱导果实乙醛含量升高，促进可溶性单宁向不溶性单宁的转化，最终导致果实脱涩。

柿遗传背景复杂，染色体倍性高，尤其是基因组信息和甜涩性状遗传规律的研究相对滞后。乙醛脱氢酶及其相关基因在木本植物中研究较少。此外，柿单宁单体的种类、胞质运输与跨膜转运的选择性，以及在液泡中的聚合方式等导致中国甜柿和日本甜柿具有不同的自然脱涩机理。其中，乙醛代谢的下游关键基因DkALDH在中国甜柿自然脱涩中的效应尚无直接相关证据，还鲜有DkALDH的基因功能被验证。

发明内容

本发明针对现有技术的空白点，根据中国甜柿‘鄂柿1号’果实发育的关键时期的果肉转录组数据进行表达差异筛选，克隆鉴定到了一个差异表达基因即乙醛脱氢酶基因DkALDH10，并首次验证其与中国甜柿自然脱涩之间的关系，完善了中国甜柿自然脱涩分子调控网络，为进一步的遗传改良调节柿脱涩提供了新的科学依据和基因资源。

本发明的目的之一在于提供一种乙醛脱氢酶DkALDH10，所述乙醛脱氢酶DkALDH10的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。

进一步的，所述乙醛脱氢酶DkALDH10定位于细胞质膜和液泡膜中。

本发明的目的之二在于提供了一种编码上述乙醛脱氢酶DkALDH10的基因，所述基因为DkALDH10基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。

本发明的目的之三在于提供了一种编码上述DkALDH10基因的扩增引物，所述扩增引物的核苷酸序列如SEQ ID NO：3-4所示。