[发明专利]甘蓝TT2基因及其应用

说明书

本发明为申请号为201010281894.8，申请日为2010年9月15日，申请名称为“甘蓝型油菜及其亲本物种白菜和甘蓝TT2基因家族及其应用”的分案申请。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别涉及甘蓝(Brassica oleracea)TT2(TRANSPARENT TESTA 2，透明种皮2；又称MYB123)基因家族及其应用。

背景技术

芸薹属(Brassica)是十字花科(Brassicacease)300多个属中最重要的一个属，含有世界性的重要蔬菜、油料和观赏作物，如白菜(B.rapa)、甘蓝(B.oleracea)和甘蓝型油菜(B.napus)，而且甘蓝型油菜是由白菜和甘蓝通过天然种间杂交并加倍而形成的异源四倍体。拟南芥(Arabidopsis thaliana)则是来自十字花科的研究最深入的模式植物。染色体分子标记共线性研究发现，芸薹属植物之间以及芸薹属与拟南芥之间均存在基因组水平和基因水平的保守性。

甘蓝型油菜黄籽品系具有种皮薄、种皮色素极少、皮壳率低、粗纤维含量低、含油量高、饼粕蛋白含量高等优点，与黑籽品系相比，饼粕的经济价值和油的品质都有所提高。虽然亲本物种白菜和甘蓝中均存在表型稳定的天然黄籽基因型，但甘蓝型油菜中不存在天然的黄籽基因型。已有的甘蓝型油菜黄籽材料主要通过远缘杂交等方式而创造，但其存在黄籽率和黄籽度不高，表型不稳定，易受环境影响而变异，选育效率低，育种周期长，负相关性状难以克服等缺点，远远不能满足生产要求。因此，获得稳定遗传的甘蓝型油菜黄籽性状成为甘蓝型油菜育种的重要目标。长期以来，全世界众多研究者对该性状进行了广泛研究，但到目前为止主要限于传统研究领域，对于黄籽性状形成的分子机理仍然不清楚，还没有任何通过转基因分子育种创造甘蓝型油菜黄籽材料的报道。

类黄酮化合物是广泛存在的植物次生代谢物，它是植物组织中红色、蓝色和紫色花青素色素呈色物质。拟南芥等植物中种皮色素的主要成分是原花青素(原花青素，proanthocyanidin，PA)单体的聚合物，是由公共苯丙烷-类黄酮-原花青素途径而合成的。

同为十字花科的模式植物拟南芥功能基因组学的研究成果，为推动芸薹属植物重要性状的分子机理研究和比较基因组学研究提供了重要参考。拟南芥透明种皮2(AtTT2)基因编码R2R3-MYB转录因子AtMYB123，在种皮色素生物合成与转运中具有重要的调控功能。TT2可与TT8、TTG1一起协同调节TT3、TT18、TT12、BAN等结构基因的表达，直接调节种皮色素——原花青素(即缩合单宁)及其前体物(如花青素)的合成和沉积。AtTT2功能失活性即单基因突变导致种皮由野生型的深褐色种子转变为透明种皮(黄籽)。但是，目前甘蓝型油菜、白菜和甘蓝等芸薹属植物TT2基因的成员数、蛋白特征、进化关系、表达的组织特异性、与黄籽性状的关系和在基因工程中的应用等都未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供甘蓝TT2基因家族。

为达到上述目的，本发明采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术，分别克隆了甘蓝型油菜、白菜、甘蓝TT2基因家族成员的全长cDNA和对应的基因组序列，并进行了系统的生物信息学分析和功能比较基因组学研究。结果显示：

所述白菜TT2(BrTT2)基因家族包括2个成员：BrTT2-1基因和BrTT2-2基因；所述BrTT2-1基因如SEQ ID No.1所示，其全长cDNA序列如SEQ ID No.2所示；所述BrTT2-2基因如SEQ ID No.3所示，其全长cDNA序列如SEQ ID No.4所示；

所述甘蓝TT2(BoTT2)基因序列如SEQ ID No.5所示，其全长cDNA序列如SEQ ID No.6所示；

所述甘蓝型油菜TT2(BnTT2)基因家族包括以下3个成员：BnTT2-1基因、BnTT2-2基因和BnTT2-3基因；所述BnTT2-1基因如SEQ ID No.7所示，其全长cDNA序列如SEQ ID No.8所示；所述BnTT2-2基因如SEQ ID No.9所示，其全长cDNA序列如SEQ ID No.10所示；所述BnTT2-3基因如SEQ ID No.11所示，其全长cDNA序列如SEQ ID No.12所示。