[发明专利]荔枝细胞壁酸性转化酶基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物技术领域，更具体地，涉及荔枝细胞壁酸性转化酶基因及其应用。

背景技术

荔枝(LitchichinensisSonn.)是我国重要的南方热带亚热带果树，种植资源十分丰富，具有很高的食用价值和营养价值，可食部分为假种皮，可食率因为品种的不同而有着很大的差别。果实中核(即种子)大是影响荔枝果实品质的突出问题之一，荔枝的种胚败育即“焦核”是荔枝果实发育过程中常见的一种遗传现象，焦核果可食率高，口感也比大核果好，焦核率是评估荔枝品质的一个非常重要的指标。

目前栽培的优质荔枝品种如广东的糯米糍、桂味，福建的兰竹、绿荷包，广西的灵山香荔等，均以焦核为特征。然而，迄今为止学界对荔枝种胚败育的机制研究尚停留在组织结构观察和生理生化变化的层面上，种胚败育的内在分子机制还没有完全清楚。

胚胎发育的任一方面，如花粉、胚囊、胚和胚乳等发育过程受阻都可能引起种子败育。在荔枝种子的发育过程中，糖分不能在胚乳中正常代谢和积累与其败育有着重要的联系，现有研究中细胞壁酸性转化酶活性与玉米、蚕豆、大麦、大米以及番茄等植物种类种子发育呈正相关，缺少细胞壁酸性转化酶的表达降低了玉米和大米种子的贮藏物质储存过程，番茄细胞壁酸性转化酶抑制物基因沉默后(即增加CWAI活性)，番茄种子的尺寸变大。Wang和Ruan通过对棉花GhCWIN1在种子发育早期的时空表达模式研究，发现GhCWIN1基因在胚乳的早期发育阶段(游离核时期)起重要作用。这些研究都说明了细胞壁酸性转化酶在种子发育过程中有着的重要的作用。申请人通过前期研究发现荔枝的种胚发育与荔枝中的酸性转化酶相关，但现有技术中还没有克隆出荔枝相关酸性转化酶基因，荔枝种胚研究机制无法在分子机制层面展开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供荔枝细胞壁酸性转化酶基因。

本发明的第二个目的是提供上述酸性转化酶基因的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

荔枝细胞壁酸性转化酶基因LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4，LcCWAI5，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO：1～5所示。

所述荔枝细胞壁酸性转化酶基因LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4，LcCWAI5所编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO：6～10所示。

本发明还提供用于扩增所述荔枝细胞壁酸性转化酶基因LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4，LcCWAI5的引物，其引物序列如SEQIDNO：11～20所示。

本发明还提供含有权利要求1所述荔枝细胞壁酸性转化酶基因LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4，LcCWAI5的表达载体。

申请人通过基因沉默表达的方法，对荔枝细胞壁酸性转化酶基因LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4，LcCWAI5的功能进行了验证，发现沉默表达荔枝细胞壁酸性转化酶基因LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4，LcCWAI5能够引起荔枝种胚败育，从而提高荔枝焦核率。

因此，本发明还保护所述基因或所述表达载体在提高荔枝焦核率方面的应用。

本发明还保护所述基因或所述表达载体在制备提高荔枝焦核率的制剂方面的应用。

优选地，所述应用是构建LcCWAI1，LcCWAI2，LcCWAI3，LcCWAI4或LcCWAI5的沉默表达载体，转化农杆菌获得农杆菌工程菌，以所述农杆菌工程菌作为浸染液浸染荔枝植株。

更优选地，所述农杆菌工程菌的OD₆₀₀为0.7～1.4。

更优选地，所述荔枝植株为盛花期的植株或花后3周前内结有幼果的植株。

优选地，所述荔枝品种为黑叶、白荔、早红、马贵荔等大核品种。

优选地，所述浸染荔枝植株的方式为喷洒、浸没、注射。

更优选地，对于不同的荔枝品种，所述浸染液的浸染方式有所不同，例如，可以在荔枝盛花期浸染花穗，也可以通过注射的方式将浸染液注射入荔枝果柄或种柄。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：