[发明专利]一种通过基因编辑将番茄红果材料转变为粉果材料的方法

说明书

本发明公开了一种通过基因编辑将番茄红果材料转变为粉果材料的方法。本发明公开了SlMYB12基因CRIPSR/Cas9基因编辑的两个sgRNA靶点序列，并获得了含有上述两个靶点的基因编辑载体，将该载体转化红果番茄材料可对其SlMYB12基因进行精确编辑，并可以从其自交子代中筛选出SlMYB12基因纯合突变的非转基因粉果材料，进而培育相应的粉果杂交种。通过实验证明：本发明的基因编辑方法适用于不同的番茄品种，且编辑效率高。与传统的y位点回交转育相比，该方法可以极大地缩短转育时间，1年内实现亲本果色性状的快速精准转化，且不受连锁累赘和转基因安全等因素的限制，具有极大的育种应用前景和经济价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种通过基因编辑将番茄红果材料转变为粉果材料的方法。

背景技术

番茄是世界范围内广泛种植的蔬菜和水果兼用类作物，深受各国消费者喜爱。番茄果实的颜色是重要的商品性状。目前国内市场销售的番茄以红色和粉红色两种为主。通常而言，红果番茄植株长势旺，抗病抗逆性强，果实形状好硬度高产量高；粉果番茄颜色更受我国消费者喜爱，相应品质更好。红果番茄和粉果番茄的果肉均呈红色，其颜色的差异主要由果皮颜色决定。前者果皮因积累柚皮素查尔酮而呈黄色，后者果皮不能积累该物质呈透明无色。黄色和无色是一对相对性状，黄色为显性，无色为隐性，受Y基因控制。最近的研究表明Y基因编码SlMYB12，控制果皮中柚皮素查尔酮的积累。红果番茄SlMYB12基因正常，粉果番茄SIMYB12基因的上游存在1个603bp的缺失，导致该基因不能正常表达，进而导致粉果表型。

高品质粉果番茄品种的培育一直是我国育种的重要目标之一。但我国不是番茄的原产地，种质资源大多引自国外，且多数为红果材料，不符合我国大众的消费习惯。因此在育种中常需要将红果材料转育为粉果材料。转育的方法主要靠y基因位点的高代回交。该法周期长，一般需要5-10年，且受连锁累赘等因素的限制。以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术是近年来分子育种领域的热点技术。CRISPR/Cas9基因编辑系统由单向导RNA(Singleguided RNA，sgRNA)和Cas9蛋白两个组分构成。sgRNA用于识别、结合靶点DNA，并将Cas9蛋白招募到靶基因上。Cas9蛋白是一种核酸酶，可以对靶基因进行定点切割，产生DNA双链断裂，进而实现对基因组的精确替换、插入或缺失。植物CRISPR/Cas9基因编辑技术是在基因组水平上对遗传物质的修饰，并非涉及到外源基因的导入。其通过特定的载体将能够产生sgRNA和Cas9蛋白的外源DNA片段随机整合到植物基因组上，再通过产生的sgRNA和Cas9蛋白对靶基因进行定点编辑。由于外源DNA的插入和靶基因的编辑不在同一位点，因此可以从后代中分离出靶基因被编辑且不携带外源DNA片段的非转基因材料。与回交育种相比，基因编辑技术可打破生殖隔离、连锁累赘等因素的限制，1年内实现亲本目标性状的快速精准改良，且不涉及转基因安全问题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种将番茄红果材料转变为粉果材料的方法。

本发明提供的将番茄红果材料转变为粉果材料的方法包括如下步骤：利用CRISPR/Cas9系统对番茄红果材料基因组中的果皮颜色调控基因SlMYB12进行编辑，进而使所述果皮颜色调控基因SlMYB12功能丧失，得到番茄粉果材料；

所述CRISPR/Cas9系统中包括两个sgRNA，分别命名为sgRNA1和sgRNA2；

所述sgRNA1和所述sgRNA2识别的靶序列均为所述番茄红果材料基因组中编码SlMYB12蛋白的DNA片段。

上述方法中，所述sgRNA1和所述sgRNA2均特异性靶向SlMYB12基因第1外显子；

所述sgRNA1识别的靶序列为序列2所示的DNA分子；

所述sgRNA2识别的靶序列为序列3所示的DNA分子。