[发明专利]龙眼胚胎发育相关基因DlIKU1及其应用

说明书

龙眼胚胎发育相关基因DlIKU1及其应用，属于植物基因工程领域。龙眼胚胎发育相关基因DlIKU1的龙眼DlIKU1开放阅读框共有990个碱基组成；编码329个氨基酸，等电点为11.45的蛋白质。克隆方法：根据拟南芥IKU1保守区序列设计引物，扩增正常发育龙眼的cDNA，通过三轮的PCR扩增，获得1100bp的扩增片段，通过ORF Finder软件预测龙眼DlIKU1开放阅读框共有990个碱基组成；编码329个氨基酸，等电点为11.45的蛋白质。龙眼DlIKU1基因可以通过抑制其表达用于控制龙眼的胚胎发育，获得稳定的焦核龙眼。对生产上培育具有优良小核的高质龙眼品种具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，尤其是涉及一个龙眼胚胎发育相关基因DlIKU1及其应用。

背景技术

龙眼(Dimocarpus Longan Lour.)又称桂圆，是我国亚热带名贵果树，广泛分布于福建、广东、广西等省，其果实经济价值高，富含多种维生素、果糖和矿物质等对人体有益的营养成分，且有一定的药用保健功效。随着龙眼相关产业的逐步发展，味甜、核小等特征已经成为筛选龙眼品种的标准(古小玲,李玉萍,梁伟红等.中国龙眼产业发展概况.中国农学通报,2008,09:470-474)。

对于果树来说，胚胎败育产生的小核或者无核能够提高水果的可食率，从而大幅度提高水果质量。龙眼胚胎败育大致可分为两种：部分败育型，即在同一植株中有的胚胎发育正常，具有较大的果核，而有的胚胎在发育的中途败育；完全败育型，即成熟的果实中种子很少或者没有种子，即所谓的焦核。目前已发现多个优良的龙眼焦核品种，但多数生产性状不够稳定，难以推广，严重影响龙眼焦核的选育进程(杨永青,陈志峰.焦核龙眼果实遗传性状及胚培养的研究.园艺学报,1987,04:217-222)。

胚胎发育过程是植物中最重要的发育过程之一，牵涉到多个基因的协同作用，其中一个或几个关键基因发生突变时可能会导致植物胚胎败育(Meinke D W.Perspectiveson Genetic Analysis of Plant Embryogenesis.The Plant Cell,1991,3(9):857)。目前植物中研究较多的是拟南芥中的胚胎败育相关基因。

Garcia等(Garcia D,Saingery V,Chambrier P,et al.Arabidopsis haikumutants reveal new controls of seed size by endosperm.Plant Physiology,2003,131(4):1661-1670)报道了拟南芥的两个突变体iku1和iku2会导致胚乳细胞化时间提前，引起胚乳发育减少从而导致种子减小。IKU1属于拟南芥VQ基因家族，VQ蛋白是一类植物特异性蛋白，参与调控植物的生长发育过程，其名称源于它们都有一个保守的VQ-motif。此后，Luo等(Luo M,Dennis E S,Berger F,et al.MINISEED3(MINI3),a WRKY family gene,and HAIKU2(IKU2),a leucine-rich repeat(LRR)KINASE gene,are regulators of seedsize in Arabidopsis.Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America,2005,102(48):17531-17536)从拟南芥小种子突变体中还分离鉴定出一个属于WRKY转录因子家族的MINI3基因，MINI3和IKU2的双基因纯合突变体植株长势较弱，胚乳细胞化的时间提前。研究表明IKU1、IKU2和MINI3这三个基因可能通过同一途径调控拟南芥种子的发育(图1)(参见文献：Wang AH,Garcia D et al.,The VQ motifprotein IKU1regulates endosperm growth and seed size in Arabidopsis.The PlantJournal,2010,63(4):670-679)。

发明内容