[发明专利]一种茄子果色上位P基因位点的候选基因的应用

说明书

本发明公开了茄子果色上位P基因位点候选基因；同时公开了一种茄子Sm ANS‑1突变型基因，该Sm ANS‑1突变型基因相比已知的茄子SmANS基因序列(EU809469和KT727966)，包含1处无义突变，导致翻译的提前终止，使花青苷合成酶的功能丧失。本发明还公开了茄子果色上位P位点候选基因在茄子果色上位性遗传中作用及在果色改良中的应用。

技术领域

发明属于分子生物学领域，特别涉及植物基因工程技术领域，具体涉及茄子花青素合成相关候选基因定位克隆、突变型基因分析及应用。

背景技术

广东省农科院蔬菜研究所在茄子育种实践中发现2对上位性效应基因控制的茄子果色遗传现象。即2个纯合的白果色茄子杂交后，F₁代果色为紫红色（图1），F₂代紫红果色和白果色植株分离比为9:7，说明其果皮着色受到具有上位性的2个基因位点控制的，2个白果色茄子是由于控制花青素生物合成过程的2个独立而又互补的基因位点（D基因和P基因）分别失活引起的。白果色父本和母本基因型分别为ddPP和DDpp。在已有参考文献（TigchelaarE C, Janick J, Erichson H T. The genetics of anthocyanin coloration ineggplant (Solanum melongena L.). Genetics, 1968, 60:475-491）中把控制茄子果色上位性基因位点分别定义为D基因和P基因，本研究根据亲本材料表型特征及遗传规律沿用该基因命名。

目前有关茄子果色上位性基因位点具体是什么基因尚不明确，因此本研究在前期茄子果色上位P基因（ZL 2018 1 0018063.8）定位研究基础上，对定位在8染色体上的茄子果色的上位性P基因，通过紧密关联区域内进行基因功能注释挖候选基因，认为SmANS为P基因候选基因。

大量的实验都证明ANS基因在花青素合成途径中起到关键的作用，在植物的不同组织和发育时期都会具有一定的特异性。ANS在花青素合成过程中起重要的作用，其关键结构中的突变会导致花青素无法积累。本研究克隆父本和母本SmANS基因，得到全长mRNA和DNA序列，通过比较父本和母本间序列差异，发现母本SmANS-1基因发生无义突变；通过构建SmANS基因过表达载体转化白果色母本突变体，研究SmANS基因在茄子果色上位性遗传中的作用。上述研究不仅可以验证前期定位结果的可靠性，也可以明确候选基因SmANS在茄子果色上位性遗传背景下调控花青素合成的作用机制，对今后茄子果色分子育种具有重要的理论和指导意义。

发明内容

本发明的目的在于筛选控制茄子果色上位性遗传的P基因位点的候选基因，明确候选基因突变类型及在茄子果色上位性基因调控茄子果皮花青素合成的作用机制。

本发明所采取的技术方案是：

对精细定位关联区域内的基因进行预测和注释，筛选花青素代谢途径相关的基因；分别以母本（基因型DDpp）和白果色父本（基因型为ddPP）为模板扩增P基因位点候选基因，明确母本（pp）突变型基因信息；提取父本RNA作为模板，根据自有的转录组数据库序列信息，利用RT-PCR扩增SmANS基因，构建35S启动子过表达载体pBWA(V)HS-Sm ANS；采用农杆菌介导的叶盘法转化突变体母本子叶和下胚轴，在转化培养过程中观察愈伤组织和转化不定芽花青素合成表现。

具体的说，一种茄子果色上位P基因位点的候选基因的应用，所述候选基因为花青素合酶基因（anthocyanidin synthase，ANS）Sm ANS。