[发明专利]莴苣LsSAW1基因在控制莴苣结球性状中的应用

说明书

本发明属于植物工程技术领域，公开了莴苣LsSAW1基因在控制莴苣结球性状中的应用，所述基因为SEQ ID NO.1所示。通过CRISPR‑Cas9技术在不结球莴苣中敲除LsSAW1基因的结果表明，丢失功能的LsSAW1基因能够使不结球莴苣变为结球。通过农杆菌介导转化LsSAW1基因到结球莴苣，其结果表明，LsSAW1能够使结球莴苣转变为不结球莴苣。LsSAW1基因的克隆为植物叶发育和叶背腹性研究开辟了新的方向，同时也为结球蔬菜的品种选育提供了基因资源和理论指导。

技术领域

本发明属于植物工程技术领域，具体涉及一种分离的莴苣LsSAW1基因及其在控制莴苣结球性状中的应用。

背景技术

莴苣(Lactuca sativa L.)是菊科莴苣属植物，原产于地中海地区，是我国重要的蔬菜作物。依据其不同的形态及食用部位，莴苣可以进一步划分为叶用莴苣(LactucasativaLinn.var.ramosa Hort.)、茎用莴苣(LactucasativaLinn.var.angustata Irish ex Bremer)。结球莴苣是一类非常重要的叶用莴苣，其特征表现为结球叶片向内卷曲、层层包裹，进而形成一个由叶片组成的球状结构，即叶球。相对于其他叶用莴苣，结球莴苣方便采收和运输，具有更好的口感和较长的货架期，从而备受种植者和消费者的青睐。世界范围内，结球莴苣的产量占所有莴苣总量的一半，因而具有非常重要的经济价值。2017年，莴苣基因组测序完成，为莴苣不同农艺性状基因的克隆及其功能研究提供了便利。

申请人发现，莴苣结球的结球性状是一个由多基因控制，且易受环境因素影响的数量性状。莴苣结球性状的遗传规律以及控制结球性状的基因鲜有报道。Yu等人通过遗传定位克隆了一个控制莴苣结球性状的基因LsKN1，LsKN1成为莴苣中鉴定到的第一个控制结球性状的基因，但莴苣结球性的调控网络还不清楚(Yu et al.2020)。因此，克隆其他控制莴苣结球性状的基因，并解析其作用机理具有重要的理论和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供莴苣LsSAW1基因在控制莴苣结球性状中的应用，所述基因编码的蛋白质为SEQ ID NO.3所示，对应的CDS序列为SEQ ID NO.2所示。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：

莴苣结球性状相关基因LsSAW1的获得：

本发明通过利用不结球莴苣与结球莴苣进行杂交获得F₁代杂交种后，进一步自交获得F₂代群体。利用F₂代群体，联合BSR-seq和图位克隆的方法，对控制莴苣结球性状基因进行定位。对定位区间进行基因注释及候选基因分析，确定了候选基因，成功克隆了控制莴苣结球性状的关键基因LsSAW1。该基因编码一个含有同源异域结构域的转录因子，属于BEL-LIKE HOMEOBOX(BLH)家族。该家族基因在植物顶端分生组织的维持，叶片的发育，花期调控等方面起着关键的调控作用。序列分析发现，在结球莴苣中，该基因编码序列的第180个碱基“T”缺失，造成了翻译提前终止和基因功能丢失，进而引起叶片向内弯曲并包裹成叶球。LsSAW1与其等位基因的区别就在于其编码序列的第180个碱基“T”是否缺失。

LsSAW1基因编码的白质为SEQ ID NO.3所示，其CDS为SEQ ID NO.2所示，LsSAW1基因的全长为SEQ ID NO.1所示。

LsSAW1基因在结球莴苣的遗传改良及进行新品种培育的应用；包括利用本领域的常规方式，将SEQ ID NO.3所示蛋白质对应的核苷酸在结球莴苣中表达，获得的转基因植株的表型变为不结球；或者利用突变、敲除或基因沉默等方式，将LsSAW1在不结球莴苣中敲除，获得的纯合敲除的转基因植株的表型为结球。