本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，具體涉及番茄葉片衰老調(diào)控基因slect5及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、葉片作為特異進行光合作用的器官，在將光能轉(zhuǎn)化為植物生長所需有機物質(zhì)的過程中扮演著關(guān)鍵角色，是植物生長和繁殖的基礎(chǔ)。在葉片發(fā)育過程中，逆溫、遮陰等環(huán)境的變化往往會導(dǎo)致葉片衰老提前，光合同化能力下降，進而威脅植物的產(chǎn)量和品質(zhì)，造成巨大的經(jīng)濟損失(lei等，2023年)。因此，研究葉片衰老，對于最大限度地利用資源，促進表型的可塑性，從而使植物在特定條件下適應(yīng)外界環(huán)境至關(guān)重要。葉片衰老是植物的一種生活史策略，隨著葉片年齡的增長，葉綠體開始變性，伴隨著蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等生物大分子的降解，釋放的營養(yǎng)物質(zhì)被循環(huán)到其他的組織和器官，以供植株生長所需(woo等，2019年，zhou和yang，2023年)。因此，葉片衰老并非是完全消極的過程，它對于全株養(yǎng)分的循環(huán)和再分配具有重要作用。近年來，大量研究致力于挖掘衰老相關(guān)基因，并通過基因工程手段，延緩葉片衰老。然而，對于葉片早衰的機制知之甚少。因此，挖掘調(diào)控植物葉片早衰的關(guān)鍵基因?qū)τ谏钊肜斫庠缢サ姆肿訖C制，尋找葉片衰老人工可控的新型策略，進而改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

2、近年來，表觀遺傳在調(diào)控基因表達，改善農(nóng)藝或園藝學(xué)性狀方面發(fā)揮重要作用。n6-甲基腺苷修飾(m6a)被認為是mrna中最豐富的內(nèi)部修飾。m6a修飾系統(tǒng)由甲基轉(zhuǎn)移酶(writer)，去甲基轉(zhuǎn)移酶(eraser)和識別蛋白(reader)組成，甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基轉(zhuǎn)移酶負責m6a的“書寫”和“擦除”，識別蛋白則與m6a修飾的rna結(jié)合，調(diào)控轉(zhuǎn)錄后rna的命運，進而影響生物學(xué)功能(vandivier和gregory，2018年)。m6a修飾對內(nèi)外環(huán)境變化具有高敏感性，這使得利用m6a編輯改良作物品質(zhì)成為一種富有前景的策略(paluch-lubawa等，2021年)。對甲基轉(zhuǎn)移酶、去甲基轉(zhuǎn)移酶、識別蛋白編碼基因的研究，揭示了m6a修飾參與植物眾多生長發(fā)育及逆境脅迫過程(shen等，2023年，tang等，2023年)。然而，關(guān)于m6a識別蛋白是否參與葉片衰老調(diào)控以及m6a修飾調(diào)控衰老的分子機制的研究尚無報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種番茄葉片衰老調(diào)控基因slect5及其應(yīng)用，為揭示葉片早衰的分子機制、調(diào)控植物生長周期提供技術(shù)支持。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:作為第一方面，本發(fā)明提供一種番茄slect5基因在調(diào)控番茄葉片衰老中的應(yīng)用，所述slect5基因核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

3、進一步地，所述slect5基因編碼的蛋白氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4、進一步地，本發(fā)明提供一種用于編輯slect5基因的grna，所述序列如seq?id?no.3和seq?id?no.4所示。

5、進一步地，所述應(yīng)用具體為：利用crispr/cas9基因編輯技術(shù)敲除slect5基因，獲得slect5的敲除突變體，以得到葉片早衰的番茄轉(zhuǎn)基因植株。其葉綠素含量、最大光化學(xué)效率、凈光合速率顯著低于野生型，蒸騰作用和離子滲透率顯著高于野生型，黃化葉片比例增加。

6、進一步地，所述slect5的敲除突變體的核苷酸序列(即所述基因seq?id?no.1核苷酸序列插入或缺失一個或多個核苷酸的突變體核苷酸序列)如seq?id?no.5或seq?id?no.6所示，氨基酸序列如seq?id?no.7或seq?id?no.8所示。

7、作為第二方面，本發(fā)明還提供一種含有上述基因的生物材料表達盒、載體及工程菌。

8、作為第三方面，本發(fā)明還提供一種番茄m6a?rna甲基化識別蛋白slect5在調(diào)控番茄葉片衰老中的應(yīng)用，所述番茄m6a?rna甲基化識別蛋白slect5的氨基酸序列如seq?idno.2所示。

9、作為第四方面，本發(fā)明還提供一種番茄s?lect5基因在創(chuàng)建具有葉片早衰表型的番茄株系中的應(yīng)用，所述slect5基因核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

11、本發(fā)明發(fā)現(xiàn)slect5蛋白與番茄葉片早衰密切相關(guān)，即slect5負調(diào)控番茄葉片衰老。本發(fā)明的提出為深入理解番茄葉片衰老的分子機制，尋找葉片衰老人工可控的新型策略提供基因資源與應(yīng)用價值。利用crispr/cas9技術(shù)，定點編輯如seq?id?no.1所示的核苷酸序列的靶位點，可以獲得番茄葉片早衰株系，實現(xiàn)人工調(diào)控葉片衰老的目標。

技術(shù)特征：

1.番茄slect5基因在調(diào)控番茄葉片衰老中的應(yīng)用，其特征在于，所述slect5基因核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述slect5基因編碼的蛋白氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用具體為：利用crispr/cas9基因編輯技術(shù)敲除slect5基因，獲得slect5的敲除突變體，以得到葉片早衰的番茄轉(zhuǎn)基因植株。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述slect5的敲除突變體的核苷酸序列如seq?id?no.5或seq?id?no.6所示，氨基酸序列如seq?id?no.7或seq?id?no.8所示。

5.含有權(quán)利要求4所述基因的生物材料表達盒、載體及工程菌。

6.番茄m6a?rna甲基化識別蛋白slect5在調(diào)控番茄葉片衰老中的應(yīng)用，其特征在于，所述番茄m6a?rna甲基化識別蛋白slect5的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

7.番茄slect5基因在創(chuàng)建具有葉片早衰表型的番茄株系中的應(yīng)用，其特征在于，所述slect5基因核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種番茄葉片衰老調(diào)控基因SlECT5及其應(yīng)用，屬于生物技術(shù)工程領(lǐng)域。本發(fā)明公開了番茄SlECT5基因的核苷酸序列SEQ?ID?No.1和氨基酸序列SEQ?ID?No.2，利用CRISPR?Cas9技術(shù)獲得slect5突變體，及其核苷酸插入或缺失序列SEQ?ID?No.5和SEQ?ID?No.6。本發(fā)明還提供一種m<supgt;6</supgt;A?RNA甲基化識別蛋白SlECT5在番茄葉片早衰過程中的應(yīng)用。slect5突變體呈現(xiàn)出葉片早衰現(xiàn)象，綜合體現(xiàn)在葉綠素含量下降、光合速率降低、離子滲透率增加，其衰老的起始時間相對于野生型提前了約30天，利用其可創(chuàng)建早衰株系；另一方面，通過該基因上調(diào)表達就可以延緩葉片衰老，為提高番茄產(chǎn)量提供生理基礎(chǔ)，具有良好的應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：盧鋼,李孟卓,李鵬程,張星光,潘長田
受保護的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30