[发明专利]桃多胺氧化酶PpPAO1基因、其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了桃多胺氧化酶PpPAO1基因、其编码蛋白和应用，本发明通过克隆桃多胺氧化酶基因的家族成员得到PpPAO1，并分析了该基因在桃果实发育和成熟过程中的表达模式，利用VIGS技术诱导PpPAO1基因沉默，抑制多胺分解，从而抑制乙烯等与成熟相关基因的表达，延缓果实成熟。对进一步实现有针对性的品质和性状改良，培育耐贮运的桃新品种，具有积极的指导作用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及桃多胺氧化酶PpPAO1基因、其编码蛋白和应用。

背景技术

桃是呼吸跃变型果实，成熟过程中释放大量乙烯，呼吸强度急剧上升，果实迅速软化，不耐贮运。目前常用的延长桃果实储存的方法包括低温贮藏和气调贮藏等，但是这些方法都是通过改变外界条件来实现。如果能利用基因工程对现有的桃品种进行改进，繁育出能够耐贮运的桃品种，对于桃的品质和性状改良具有十分重要的意义。

多胺(Polyamine，PA)是广泛存在于各类生物体中的低分子量脂肪族含氮生物碱，常见的有腐胺(Putrescine，Put)、尸胺(Cadavarine，Cad)、亚精胺(Spermidine，Spd)、精胺(Spermine，Spm)等，此外还有多种稀有多胺如降精胺(Norspermine，Nspm)、降亚精胺(Norspermidine，Nspd)等。在植物体内，其参与多种生理过程，包括细胞分化、形态建成、营养生长和生殖发育以及衰老等，并且在抵御生物胁迫和非生物胁迫中发挥着重要作用。

多胺的降解依赖于胺氧化酶的作用，目前已知的胺氧化酶有两种：一种是依赖Cu²⁺、以磷酸吡咯醛为辅酶的二胺氧化酶(Diamine oxidase，DAO)，其催化腐胺和尸胺氧化分解，催化腐胺生成4-氨基正丁醛、H₂O₂和氨；另一种是依赖黄素腺嘌呤二核苷酸的多胺氧化酶(Polyamine oxidase，PAO)。PAO可催化Spd、Spm的终端氧化分解，分别生成4-氨基正丁醛或3-氨丙基-4-氨基正丁醛，同时生成代谢终产物1，3-丙二胺(Dap)和H₂O₂，如玉米多胺氧化酶ZmPAO；也可催化Spd向Put或Spm向Spd的逆转化分解代谢，同时伴随着H₂O₂的生成，如哺乳动物的精胺氧化酶和拟南芥中的多胺氧化酶PAO1-PAO5；此外，还有一类PAO也具有相似的多胺氧化酶结构域，但并不催化多胺的脱氨基作用。PAO通过降解多胺产生的H₂O₂与植物密切相关，调节包括细胞伸长、极性生长、向地生长、气孔活动和花的发育等植物生长发育进程以及参与植物对生物胁迫和非生物胁迫的应答。

目前研究发现多胺可以抑制乙烯生成，延缓桃果实成熟软化。研究表明多胺与乙烯具有共同的合成前体ACC，在果实成熟中具有拮抗作用。同时多胺可以抑制细胞壁降解相关酶活性，保持果实硬度。桃果实发育前期多胺含量较高，随着果实成熟多胺含量逐渐降低。分析发现桃成熟过程中多胺合成基因ADC、SAMDC表达水平逐渐升高，暗示多胺分解导致桃果实多胺含量降低，并且多胺分解在桃成熟中发挥重要作用。并且，公开号为CN103421749A的中国发明专利公开了棉花多胺氧化酶GhPAO2基因，该基因能够提高宿主菌的耐盐性，但目前关于桃多胺氧化酶在桃成熟中作用的研究尚未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供桃(Prunus persica L.)多胺氧化酶PpPAO1基因及其编码蛋白在促进果实成熟中的应用。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

桃多胺氧化酶PpPAO1基因，其DNA分子是如序列表中SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列或能够与序列表中SEQ ID NO.1所示的DNA序列杂交的核苷酸序列。

上述桃多胺氧化酶PpPAO1基因编码的蛋白，它是SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。