[发明专利]番茄SlOST1基因及应用

说明书

本发明公开了番茄SlOST1基因及应用，发明人利用基因编辑技术将SlOST1从野生型番茄中敲除进行功能验证，有利于从分子机制上阐明SlOST1在发育和植物干旱反应中的作用，为番茄分子育种提供理论基础和基因资源。SlOST1基因缺失可导致番茄矮化，晚花，且产量降低。这也体现了SlOST1在植物生长发育过程中扮演着关键作用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及番茄SlOST1基因及应用。

背景技术

番茄由于具有低热量、富含抗氧化的番茄红素、多种矿物质和维生素等优势，深受人们喜爱；根据世界粮农组织统计，全球番茄总产值每年接近1千亿美元，因此被称为“世界第一大蔬菜作物”。

SnRK2(SNF1-related protein kinase 2)家族是一类具有典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守结构域的蛋白激酶，在植物感知和应答外界环境胁迫信号以及植物激素脱落酸(abscisic acid，ABA)信号转导过程中起着重要的调控作用。拟南芥基因组中有10个SnRK2家族成员，但仅III类SnRK2成员的激酶活性可被ABA激活，且参与渗透胁迫应答。OpenStomata 1(OST1)是调节植物气孔运动和逆境胁迫响应的一个关键蛋白激酶。近年来，研究发现OST1不仅在ABA信号转导和非生物胁迫响应中起到重要作用，它还能够参与植物生长发育的调控。然而在番茄中SlOST1调节植物发育和抗逆的功能仍然未知。因此解析番茄中SlOST1调控植株生长发育和耐旱的生物学功能，能为挖掘番茄生长发育和耐旱基因提供重要理论依据。

发明内容

本发明的目的在于提供番茄(Solanum lycopersicum)SlOST1基因以及其应用，主要是其调节植株生长发育和干旱应答的功能解析。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

发明通过生物信息学分析和鉴定了番茄中的SlOST1基因，SlOST1基因全长编码框核苷酸序列长度为1089bp，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。番茄SlOST1基因编码的蛋白，由362个氨基酸组成，分子量大小约为41.1kD，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。

上述番茄SlOST1基因编码的蛋白还可以包括将SEQ ID N0：2氨基酸序列经过一个或多个((如1-30个；较佳地1-20个；更佳地1-10个；如5个，3个))氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(1)蛋白功能的由(1)衍生的蛋白；或与(1)限定的蛋白序列有80％((较佳地90％以上，如95％，98％，99％或更高))以上同源性且具有(1)蛋白功能的由(1)衍生的蛋白。

也就是说本发明所保护的基因的功能，不仅包括上述番茄SlOST1基因，还包括与SEQ ID NO：1具有较高同源性(如同源性高于40％；较佳地高于50％；较佳地高于60％；更佳地高于70％；更佳地高于80％；更佳地高于90％；更佳地高于95％；更佳地高于98％)的同源基因。

此外本发明还构建番茄SlOST1基因编辑载体，含有上述基因的表达载体、基因编辑遗传材料以及含有所述载体的宿主细胞也落入本发明的保护范围之内。

本发明还将所述的基因编辑载体利用农杆菌转化法导入到野生型番茄。获得SlOST1功能缺失的基因编辑番茄植物。

本发明的最主要的目的是公开了番茄中SlOST1基因的应用，对SlOST1基因进行了克隆和鉴定，并通过构建基因敲除系，分析SlOST1基因在番茄生长发育和耐旱中的生物学功能。

本发明还公开了番茄SlOST1基因在调控植株生长发育和干旱胁迫反应中的应用，通过实验得出：

(1)番茄SlOST1基因编辑植物具有矮化表型；

(2)番茄SlOST1基因编辑植物具有晚花表型；

(3)番茄SlOST1基因编辑植物具有产量降低表型