[发明专利]番茄WRKY37蛋白在调控番茄抗叶片衰老能力、提高番茄产量中的应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及番茄WRKY37蛋白在调控番茄抗叶片衰老能力、提高番茄产量中的应用。本发明发现番茄WRKY37蛋白可以调控番茄的抗叶片衰老能力以及调控番茄的果实产量。在实际应用中，可以通过基因编辑手段敲除番茄中的WRKY37基因，抑制WRKY37蛋白的表达，以获得抗叶片衰老能力更强的番茄品系；或通过slwrky37‑KO植株与其他番茄品种杂交，培育抗衰老及高产量番茄品种。本发明利用CRISPR‑Cas9基因组定点编辑系统突变番茄WRKY37基因，创制了高产番茄株系，该番茄株系的抗叶片衰老能力显著提高，产量也显著提高，具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及基因编辑技术领域，尤其涉及番茄WRKY37蛋白在调控番茄抗叶片衰老能力、提高番茄产量中的应用。

背景技术

衰老是普遍存在的重要生理现象，通常指生物的器官或整个个体生理功能逐渐衰退并最终死亡的过程。叶片是植物利用光能合成有机化合物的重要场所，也是植物衰老最敏感的器官之一(Woo et al.,2019)。随着本领域对衰老遗传控制的认识不断加深，WRKY、MYB和NAM/ATAF1/CUC2(NAC)家族的转录因子成为这一过程的调控因子(Kim et al.,2018)，近些年关于转录因子WRKY家族调控叶片衰老的研究屡见报道。WRKY转录因子最早在甘薯中发现(Ishiguro and Nakamura.,1994)，随后在多种植物中陆续发现了大量的WRKY转录因子，它是植物转录因子家族中庞大的一个家族。WRKY转录因子是植物特有的锌指型转录调控因子，因在其N-端含有由WRKYGQK组成的高度保守的7个氨基酸序列而得名(Huanget al.,2012)。

WRKY转录因子具有参与调控抗病、衰老、发育代谢以及非生物胁迫等方面的作用。WRKY转录因子参与调控植物衰老，拟南芥中转录因子AtWRKY6，是一个与衰老相关的重要转录因子，在幼叶和成熟叶片中几乎不表达，但在衰老叶片中却有很高的表达量(Robatzek.,2002)。拟南芥AtWRKY53作为叶片衰老的正调控因子，通过复杂的调控网络调节叶片衰老(Miao et al.,2004)。拟南芥AtWRKY57在茉莉酸诱导的叶片衰老中作为茉莉酸和生长素介导的信号通路的关键节点，wrky57突变体产生了典型的叶片衰老症状，如叶片黄化、叶绿素含量低和细胞死亡率高(Jiang et al.,2014)。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供番茄WRKY37蛋白在调控番茄抗叶片衰老能力、提高番茄产量中的应用。

第一方面，本发明提供番茄WRKY37蛋白或其编码基因或番茄WRKY37蛋白的编码基因的抑制因子在调控番茄抗叶片衰老能力中的应用。

本发明进一步提供番茄WRKY37蛋白或其编码基因或番茄WRKY37蛋白的编码基因的抑制因子在提高番茄产量中的应用。

本发明进一步提供番茄WRKY37蛋白或其编码基因或番茄WRKY37蛋白的编码基因的抑制因子在番茄分子育种或制备基因编辑番茄中的应用；

所述番茄分子育种为培育高产量番茄和/或抗叶片衰老番茄；

所述基因编辑番茄为高产量基因编辑番茄和/或抗叶片衰老基因编辑番茄。

进一步地，通过降低所述番茄WRKY37蛋白的表达，提高番茄抗衰老能力和/或提高番茄产量；

优选地，所述降低所述番茄WRKY37蛋白的表达量为：

使番茄WRKY37蛋白的编码基因失活。

进一步地，所述番茄WRKY37蛋白的氨基酸序列包括如SEQ ID NO.1所示的序列。

进一步地，所述番茄WRKY37蛋白的编码基因的抑制因子包括能够通过编辑番茄WRKY37基因抑制番茄WRKY37蛋白表达的生物材料；