CN116716314A - 番茄SlFolB基因在提高植物产量中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物技术领域，具体公开了番茄SlFolB基因在提高植物产量中的应用，本发明通过植物基因组克隆获得番茄SlFolB基因，构建了SlFolB过表达载体，利用农杆菌介导的方法获得SlFolB过表达转基因系，通过和野生型进行比较，发现过表达株系的产量高于野生型，也就是说SlFolB基因能够提高植物产量，为作物丰产分子育种提供基因资源。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及番茄SlFolB基因在提高植物产量中的应用。
背景技术
番茄(Solanum lycopersicum)是世界人民喜爱的重要蔬菜，显然在我国栽培历史较短，但已经发展成为主要的蔬菜作物之一。由于番适应性强、产高、品质好和用途广泛，因此市场对番茄的需要量逐年上升，无论国内、国外栽培面积都在不断扩大。
高产稳产，是优良品种的基本特征，也是重要的育种目标之一。作物的产量受多种因素的影响，它是作物的遗传特性与环境条件共同作用的结果。因此，品种高产的实现，还有赖于遗传型与环境和技术条件的配合。番茄产量育种的重点和难点是如何采用行之有效的方法将增强产量的基因聚合到裁培品种骨干系中，创造优良的育种资源。一个具有丰产潜力的优良品种，无论如何都是获得高产所必备的物质基础
在植物育种过程中，对目标性状进行选择是新品种培育的中心环节。丰产性是许多复杂内素的综合体现。首先，总产量是决定于单位面积的株数和在该密度下单株的平均产量的乘积，单株产量则取决于花序数、花数、座果率、果实大小、果实的数量和质量等，同时还受株型叶量、光合效率以及对环境条件的适应性和抗病性等因素的制约，选育时要进行多方面的综合考虑。
传统的高产育种已取得了长足的进展，例如“六五”、“七五”育成的品种能够比对照增产20％～30％。但由于番茄属于自花授粉植物，经过长期的选择筛选，普通栽培番茄种群的遗传背景变得越来越狭窄，利用现有的遗传育种资源和常规育种手段很难在番茄产量育种改良上取得突破性的进展。致使产量育种水平处于停滞状态，利用现有的常规育种技术和遗传育种资源很难育成超过当前最好栽培品种产量10％的新品种。
因此，创建番茄高产量材料，培育高产新品种，对保障番茄稳产和增产具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供番茄SlFolB基因在提高植物产量中的应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案概述如下：
番茄SlFolB基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，核苷酸序列长度为393bp，由130个氨基酸组成。
本发明还构建一系列植物表达载体，含有上述基因的表达载体、重组载体或转基因植物系以及含有所述载体的宿主细胞在提高植物产量方面的功能也落入本发明的保护范围之内。
本发明所保护的基因的功能，不仅包括上述SlFolB基因，还包括与SlFolB基因具有较高同源性(如同源性高于80％；更佳地高于90％；更佳地高于95％；更佳地高于98％)的同源基因在提高植物产量方面的功能。
本发明通过构建番茄SlFolB基因过表达的转基因番茄植株，分析比较了过表达株系和野生株系进行的产量，结果得出，过表达SlFolB基因能够有效提高番茄产量。从而为作物丰产分子育种提供基因资源。
优选地，通过农杆菌介导法构建所述转基因番茄植株。
进一步优选地，所述农杆菌介导法包括构建番茄SlFolB基因过表达的重组载体，利用所述重组载体转化农杆菌，所述重组载体的初始载体为PRI101。
优选地，番茄的品种为Ailsa Craig。
本发明公开的SlFolB基因在提高植物产量中的生物学功能，其中，产量提高表现为：SlFolB过表达株系的单株果实重量和数量均高于野生型。
根据其功能，可以通过转基因的方式来获得丰产的植株，具体地，可以通过将SlFolB基因导入目的植物，得到转基因植物，该植株产量高于目的植物。
具体地，SlFolB基因具体可通过所述重组表达载体导入所述目的植物。所述方法中，所述重组表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。
为了提高植物的优良性状，本发明还保护一种新的植物育种方法，包括如下步骤(1)或(2)：
(1)通过增加目的植物中SlFolB蛋白的活性，获得耐盐性强于目的植物的植株；
(2)通过促进目的植物中SlFolB基因的表达，获得耐盐性强于目的植物的植株；
“促进目的植物中SlFolB基因的表达”的实现方式可为如下(1)或(2)或(3)：
(1)将SlFolB基因导入目的植物；
(2)引入强启动子和/或增强子；
(3)本领域内的其它常见方法。
其中，目的植物，本发明所述目的植物是番茄。
目的基因，也称靶标基因，在基因工程设计和操作中，被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因。可以是生物体本身的，也可以是来自不同生物体的。
本发明中，对于适用于本发明的植物没有特别的限制，只要其适合进行基因的转化操作，如各种农作物、花卉植物、或林业植物等。所述的植物比如可以是(不限于)：双子叶植物、单子叶植物或裸子植物。
作为一种优选方式，所述的“植物”包括但不限于：番茄，凡是具有该基因或者与之同源的基因均适用。
本发明中所说的“植物”包括整株植物，其亲本和子代植株以及植物的不同部位，包括种子、果实、芽、茎、叶、根(包括块茎)、花、组织和器官，在这些不同的部分均有我们目的基因或者核酸。这里所提及的“植物”也包括植物细胞、悬浮培养物、愈伤组织、胚、分生组织区、配子体、孢子体、花粉和小孢子，同样，其中每种前述对象包含目的基因/核酸。
本发明包括任何植物细胞，或任何由其中的方法获得或可获得的植物，以及所有的植物部分及其繁殖体。本专利也包含由任何前述方法所获得的转染细胞、组织、器官或完整植物。唯一的要求是子代表现出相同的基因型或表型特征，使用本专利中的方法获得的子代特性相同。
本发明还扩展到如上所述的植物的可收获的部分，但不限于种子、叶、果实、花、茎、根、根茎、块茎和球茎。同时进一步涉及植株收获后的其他衍生物，如干燥颗粒或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白质。本发明还涉及由相关植物获得的食品或食品添加剂。
本发明的优点：
(1)本发明通过植物基因组克隆获得番茄SlFolB基因，构建了SlFolB过表达载体，利用农杆菌介导的方法获得SlFolB过表达转基因系。发明人通过和野生型进行比较，揭示了SlFolB在提高植物产量中的作用，为作物丰产分子育种提供基因资源。
(2)可以通过转基因的方式来获得高产的植株，具体地，可以通过将SlFolB基因导入目的植物，得到转基因植物，该植株产量高于目的植物，为植物丰产育种提供一种新的途径。
附图说明
图1是番茄Ailsa Craig株系的相对表达量；
图2是番茄的过表达株系和对照的重量比较；
图3是番茄果实的数量以及大小表型比较；
以上图中，AC表示野生对照，OE23、OE52为过表达株系。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。如无特殊说明，所采用的试剂及材料，均可以通过商业途径获得。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
除非另有说明，本发明的实施将使用本领域技术人员显而易见的植物学常规技术、微生物、组织培养、分子生物学、化学、生物化学、DNA重组及生物信息学技术。这些技术均在已经公开的文献中进行了充分解释，另外，本发明所采用的DNA提取、系统发育树的构建、基因编辑方法、基因编辑载体的构建、基因编辑植物获得等方法，除了下述实施例采用的方法外，采用现有文献中已经公开的方法均能实现。
此处使用的“核酸”、“核酸序列”、“核苷酸”、“核酸分子”或“多聚核苷酸”术语意思是指包括分离的DNA分子(例如，cDNA或者基因组DNA)，RNA分子(例如，信使RNA)，自然类型，突变类型，合成的DNA或RNA分子，核苷酸类似物组成的DNA或RNA分子，单链或是双链结构。这些核酸或多聚核苷酸包括基因编码序列、反义序列及非编码区的调控序列，但不仅限于此。这些术语包括一个基因。“基因”或“基因序列”广泛用来指一有功能的DNA核酸序列。因此，基因可能包括基因组序列中的内含子和外显子，和/或包括cDNA中的编码序列，和/或包括cDNA及其调控序列。在特殊实施方案中，例如有关分离的核酸序列，优先默认其为cDNA。
另外，为了对本发明技术方案更直观的理解，对于本发明涉及到的一些专业术语解释如下：
“表达载体”，是指在克隆载体基本骨架的基础上增加表达元件(如启动子、RBS、终止子等)，使目的基因能够表达的载体。
本发明采用的实验材料包括：
番茄品种Ailsa Craig；
质粒：PRI101；
PCR Mix(P520)：2×Phanta Flash Master Mix(Dye plus)为南京诺唯赞生物科技股份有限公司的产品；
限制性内切酶SmaI、EcoRI为赛默飞世尔科技公司的产品；
同源重组酶E×naseII为南京诺唯赞生物科技股份有限公司的产品；
凝胶DNA回收试剂盒：杭州新景生物试剂开发有限公司；
快速质粒DNA小量试剂盒：杭州新景生物试剂开发有限公司；
大肠杆菌感受态DH5α为擎科生物科技有限公司的产品；
农杆菌感受态GV3101为北京华越洋生物科技有限公司的产品；
引物合成及测序均由擎科生物科技有限公司完成；
LB液体培养基：称取5g酵母提取物、10g胰蛋白胨、10g Nacl溶于少量蒸馏水中，然后用蒸馏水定容至1L。121℃高压灭菌20min；
LB固体培养基：称取5g酵母提取物、10g胰蛋白胨、10g Nacl、15g琼脂粉溶于少量蒸馏水中，然后用蒸馏水定容至1L。121℃高压灭菌20min；
1/2MS固体培养基：称取2.2g MS粉末、15g蔗糖溶于少量蒸馏水中，然后用蒸馏水定容至1L，调PH至5.82。加入7.4g琼脂后121℃高压灭菌20min；
柱式植物总RNA抽提纯化试剂盒为生工生物工程(上海)股份有限公司的产品；
PerfectStart Uni RT&qPCR Kit为北京全式金生物技术有限公司的产品。
一.SlFolB基因的获得
1、总RNA的提取
RNA提取用TRIZOL法。取样品100mg，液态N2中磨碎，加入1m1 TRIZOL迅速颠倒混匀，抽提几分钟后，加200μL氯仿，充分抽提15s，室温下放置3min，12000rpm 2℃～8℃离心10min，吸取上清液200μL转移到1.5ml干净的RNAase-free离心管，加入400μL冰冷的异丙醇，颠倒混匀，-20℃冰箱放置20min，12000rpm 2℃～8℃离心10min，小心吸弃上清，得胶体状RNA，加1ml 75％乙醇，涡旋混匀，室温放置10min后，5000rpm 2℃～8℃离心5min，弃上清，使胶状体风干(注意不要过于干燥，否则RNA难于溶解)，加20μL～30μL Diethylpyrocarbonate(DEPC)水溶解。
1％琼脂糖电泳检测RNA质量。电泳槽用10％NaOH溶液浸泡6-7h，制胶浓度1％，加适量溴粉蓝，上样1μL，130V电压(电压不可太低)，跑胶约10min。紫外照胶仪照胶。
2、cDNA第一链的合成
以1ug番茄叶片RNA为模板，反转录用HiFi-MMLV cDNA第一链合成试剂盒(康为世纪)。首先去除DNA，体系包括3μL RNA，1μL 10×buffer，1μL DNAase I，1μL DEPC水；37℃30min。加入1μL EDTA，65℃10min终止酶的反应。
3、将准备好的CDNA作为模板，采用前引物SlFolB-F：5’-
CACCATGGACATGCCAAAAGGAG--3’；后引物SlFolB-R：5’-
CTACTTTTGAACATCAAGACT--3’进行PCR扩增，得到PCR产物。
PCR扩增产物使用凝胶DNA回收试剂盒进行回收。
二.SlFolB-pK2GW7载体构建
PCR产物克隆到PCR8/GW/TopO载体上(Invitrogen，Carlsbad，CA，USA)，然后再通过LR(GathwayTM technology，Invitrogen)重组反应重组到pK2GW7载体上。将重组完的载体转入农杆菌GV3101菌株中，然后通过叶盘法转化番茄(Alisa Craig)(。单T-DNA插入位点的纯合转基因拟南芥株系是通过固体。
三.T0代番茄植株遗传转化与获得
1、农杆菌转化
将含有正确的重组载体SIFolB-pK2GW7的大肠杆菌吸取200μL到20m1 LB液体培养基中进行过夜摇菌。LB液体培养基中加入10μL的100mg/ml卡那霉素、2.5μL的50mg/ml的利福平。使用快速质粒DNA小量试剂盒提取质粒，取1μg质粒置于50μL的农杆菌GV3101，使用冻融法转入农杆菌中。
2、T0代番茄植株转化
(1)番茄无菌苗培养：首先选用饱满、大小一致的番茄种子，播种前用无菌水在三角瓶里浸泡10-20min，其次用75％的乙醇消毒1min，再用50％的次氯酸钠消毒15min，最后用无菌水清洗3-4次。消毒完后播种于1/2MS固体培养基，置于光周期为光照16h/黑暗8h的组培间培养7-8d。
(2)外植体预培养：无菌苗培养7-8d，用刀片将子叶完全展开的幼苗从叶柄处切断，然后将子叶用刀片切成2-3段，放在预培养培养基上。将培养基用封口膜封好后置于组培间暗培养一天。
(3)农杆菌活化与培养：播种完3-4天，将农杆菌划在含有相应抗生素的LB平板培养基上。待番茄子叶切好后，挑取单菌落进行过夜摇菌。
(4)外植体共培养：吸取1ml菌液到1.5ml离心管中，使用分光光度计测得OD。根据测得的OD植，吸取菌液，10000r/min离心30s，然后用悬浮液将菌体悬浮并稀释至OD＝0.1-0.3备用。将高温灭菌后的悬浮液倒入培养基中，然后把暗培养后的子叶放入悬浮液中侵染，侵染后用无菌滤纸吸干，再次放入原预培养培养基暗培养两天
(5)筛选与再生：将侵染后的番茄子叶转接到筛选培养基中生长两周后，然后为了降低芽点畸形率，将产生芽点的子叶再转入再生培养基中。
(6)转基因植株生根及移栽：芽点生长两周形成约1cm长的幼芽后，用刀片将带有生长点的幼芽切断转入生根培养基中。培养两到三周后，进行炼苗并洗去根部的培养基栽入营养钵中，待成活后进行转基因检测。
四.转基因植株的鉴定
1、DNA水平的鉴定
(1)使用CTAB法提取各个转基因植株的DNA，以提取的DNA为模板，前引物为P35S：5’--ACGCACAATCCCACTATCCT-3’后引物为S1FolB-PRI101-R：5’-CTACTTTTGAACATCAAGACT-3’。若PCR扩增条带中含有相应大小的DNA片段，则为相应的转基因T0代阳性转SIFolB植株；若PCR扩增条带中不含有相应大小的DNA片段，则为相应的转基因T0代阴性转SIFolB植株。
10μL的PCR反应体系：PCRMix(P520)5μL，上下游引物各0.5μL，模板1μL，ddH203μL。反应程序为98℃30s；98℃10s，55℃30s，72℃1min 30s，总共35个循环；72℃1min。
DNA检测时，需设置阳性对照。阳性对照为实施例1中构建的超表达载体SIFolB-PRI101。
2、实时荧光定量PCR
(1)使用柱式植物总RNA抽提纯化试剂盒提取DNA检测中有条带的阳性植株和AilsaCraig的RNA，然后使用PerfectStart Uni RT&qPCR Kit将RNA反转录成CDNA。
(2)以CDNA为模板
特异性引物为QSIFolB-F：5，--ACAACCCTCACCAAGTATCCAG--3，QSIFo1B-R：5，--CCAAGTAGTCAACAGGCCCTT--3，
特异性引物使用National Center for Biotechnology Information(nih.gov)Primer Blast设计。
10μL的PCR反应体系：CDNA模板2μL、QSIFolB-F和QSIFolB-R各0.4μL、qPCRMix5μL、Nuclease-free Water 2.2μL。
反应程序：94℃30s；94℃5s、60℃15s、72℃10s，共40cycles。
根据荧光定量PCR结果，对数据进行处理分析。如图1所示，结果表明与对照相比OE52和OE37转基因株系中SIFolB的表达量显著上调，说明SIFolB超量表达系统构建成功。五.SIFolB基因过表达调控番茄植株的功能鉴定
先通过将T0代阳性植株种植到在栽培地，通过筛选得到T2代纯系植株。将T2代的SIFolB基因的过表达纯系株系和野生型番茄Ailsa Craig种植到温室大棚中待果实成熟后对每个番茄株系的产量进行测定，测定结果如图2和图3所示，过表达株系OE52和OE37的单株果实重量，以及单株的挂果数量均显著高于对照。由此得出结论，过表达SIFolB基因可以显著提高番茄植株的产量。
通过以上实验数据表明，在番茄中，超表达SIFolB基因可显著提高番茄植株的产量，为为植物丰产育种提供一种新的途径。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (6)
1.番茄SlFolB基因在提高植物产量中的应用，其特征在于，所述番茄SlFolB基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通过构建SlFolB过量表达载体，获得产量提高的转基因植株。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物为番茄。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，产量提高表现为：SlFolB过表达株系的单株果实重量和数量均高于野生型。
5.一种植物育种方法，其特征在于，所述方法为通过促进目的植物中SlFolB基因的表达，获得产量高于目的植物的植株；所述SlFolB基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
6.根据权利要求5所述的植物育种方法，其特征在于，所述目的植物为番茄。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1108790A2 (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-20 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Novel polynucleotides |
| CN101802203A (zh) * | 2007-06-22 | 2010-08-11 | 根特大学 | 通过代谢工程用叶酸强化植物 |
| WO2014033714A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Evogene Ltd. | Isolated polynucleotides, polypeptides and methods of using same for increasing abiotic stress tolerance, biomass and yield of plants |
| CN112301045A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-02 | 山西师范大学 | 谷子高叶酸的分子标记及应用 |
| CN114703198A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-05 | 河南农业大学 | 一种番茄转运蛋白SlZIF1的克隆及其应用 |
-
2023
- 2023-07-03 CN CN202310810478.XA patent/CN116716314A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1108790A2 (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-20 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Novel polynucleotides |
| CN101802203A (zh) * | 2007-06-22 | 2010-08-11 | 根特大学 | 通过代谢工程用叶酸强化植物 |
| WO2014033714A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Evogene Ltd. | Isolated polynucleotides, polypeptides and methods of using same for increasing abiotic stress tolerance, biomass and yield of plants |
| CN112301045A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-02 | 山西师范大学 | 谷子高叶酸的分子标记及应用 |
| CN114703198A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-05 | 河南农业大学 | 一种番茄转运蛋白SlZIF1的克隆及其应用 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| GOYER A等: "Solanum lycopersicum dihydroneopterin aldolase (LOC544263)", GENBANK DATABASE, 11 August 2018 (2018-08-11), pages 001246879 * |
| KOH AOKI等: "Large-scale analysis of full-length cDNAs from the tomato (Solanum lycopersicum) cultivar Micro-Tom, a reference system for the Solanaceae genomics", BMC GENOMICS, vol. 11, 20 March 2010 (2010-03-20), XP021072530, DOI: 10.1186/1471-2164-11-210 * |
| YING LI等: "Folate shapes plant root architecture by affecting auxin distribution", THE PLANT JOURNAL, vol. 113, no. 5, 31 March 2023 (2023-03-31), pages 969 - 985, XP072500094, DOI: 10.1111/tpj.16093 * |
| 丁飞: "SlFolB调控番茄叶绿体发育的表观遗传机理解析", 中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）农业科技辑, 15 February 2023 (2023-02-15), pages 26 - 27 * |
| 李营: "SlZF3调控开花时间和FolB2调控植物根发育的机理研究", 中国博士学位论文全文数据库（电子期刊）农业科技辑, 15 January 2019 (2019-01-15), pages 048 - 12 * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20230908 |