[发明专利]MuMADS2在培育果实品质改良的转基因植物中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种MuMADS2在培育果实品质改良的转基因植物中的应用。

背景技术

MADS-box基因编码的蛋白质是一类在进化上十分保守的数目庞大的转录因子家族，植物中首先分离出的MADS-box基因是从金鱼草中分离出的DEFICENS（DEF）及从拟南芥中分离出的AGAMSUS(AG)基因，随后通过对这两种模式植物的不断研究，发现MADS-box基因在花的发育过程中起着重要的作用，调控了植株从开花时间、花器官的形成、花粉的发育及育性等等。

果实成熟过程是一个非常复杂的变化过程，包含了一系列生理生化过程的改变，如细胞壁结构变化、淀粉与糖代谢的改变（changes in sugar/starch metabolism）、色素等次生代谢产物的形成等。这些变化是植物体内多种遗传及生理生化反应的结果。果实根据成熟过程乙烯产生的特点分为跃变型果实和非跃变型果实，跃变型果实模式植物如番茄，通过番茄成熟突变体rin/cnr/nor的获得对果实成熟调控基因的研究得到深入，已经证实乙烯在果实成熟过程中扮演着重要角色，该激素是实现番茄和其它跃变型果实成熟的基本条件。番茄中控制成熟的LeMADS-RIN是MADS box SEPALLATA(SEP)家族成员，是番茄果实成熟必需的。Vrebalov等发现由于番茄基因组缺失了一段3kb的DNA而得到了rin突变体，导致了两个串联的MADS-box基因的失活，即LeMADS-RIN和LeMADS-MC。LeMADS-RIN的突变使果实不能成熟，转录水平上的表达分析结果表明LeMADS-RIN主要在果实中表达，并随果实成熟而表达增强。同年，Vrebalov等人又从非跃变型果实草莓中分离出了同源基因Fv-MADS-9，该基因呈现果实专一的表达模式，并证明MADS-box基因是果实成熟的上游调控因子，同时调控跃变型果实和非跃变型果实的成熟。体内证据表明RIN蛋白能与番茄的乙稀生物合成关键酶基因——ACS2的顺式作用元件结合，由此推测RIN MADS-box转录因子可能是通过调控ACS2的表达来调控果实的成熟的。Elitzur T等（2010）从香蕉中克隆了6个MADS-box基因MaMADS1-MaMADS6，分别研究了它们在香蕉果实发育采后成熟过程中果皮和果肉及在乙烯诱导下的表达等，结果表明果皮和果肉中发生的是两个相对独立的成熟过程。在果肉中，主要是与MaMADS4,和5以及后期的MaMADS1的激活有关，而在果皮中，主要是与MaMADS1和3的转录激活有关。因此，这类转录因子可能参与到成熟过程的调控网络控制着果实的成熟。

香蕉（Musa cuminata）是重要的热带水果，果实是典型的乙烯跃变型果实，随着采后乙烯的形成果实完成后熟过程而迅速成熟衰老。

发明内容

本发明的一个目的是提供MuMADS2蛋白或MuMADS2蛋白的编码基因的新用途。

本发明提供了MuMADS2蛋白或MuMADS2蛋白的编码基因在调控植物表型、改良植物果实品质和/或提高与果实成熟相关基因表达量中的应用；

所述MuMADS2蛋白的氨基酸序列为序列表中的序列2。

上述应用中，所述调控植物表型体现在降低植物株高、减小植物果实重量和/或减少植物种子数量；

所述改良植物果实品质体现在提高植物果实的氨基酸、胡萝卜素、番茄红素、叶黄素和/或抗坏血酸含量；

所述氨基酸具体为天门冬氨酸和/或谷氨酸；

所述与果实成熟相关基因为ACS2、CNR、E8、PG、PSY1和TAGL1中的至少一种；

所述植物具体为双子叶植物或者单子叶植物；所述双子叶植物进一步具体为番茄；

所述MuMADS2蛋白的编码基因为序列表中的序列1或序列表中的序列1自5’末端第1-702位核苷酸。

本发明的另一个目的是提供一种培育转基因植物方法。

本发明提供的方法，为将MuMADS2蛋白的编码基因导入目的植物，获得具有如下1）-5）中至少一种特征的转基因植物：

1）所述转基因植物的株高低于所述目的植物；

2）所述转基因植物的果实重量小于所述目的植物；

3）所述转基因植物的种子数量小于所述目的植物；

4）所述转基因植物果实的品质得到改良；

5）所述转基因植物果实中的所述与果实成熟相关基因表达量高于所述目的植物；

所述MuMADS2蛋白的氨基酸序列为序列表中的序列2。