[发明专利]SlRAV1基因在调控番茄果实早熟和品质中的应用

说明书

本发明提供了SlRAV1基因在调控番茄果实早熟和品质中的应用，该SlRAV1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明构建获得了SlRAV1基因敲除的转基因番茄植株，通过记录野生型及突变体番茄开花至果实破色期所需天数，发现rav1转基因番茄果实提前转色；与同时期野生型果实相比，突变体果实中番茄红素积累增加，可溶性糖及有机酸含量增多。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，尤其涉及SlRAV1基因在调控番茄果实早熟和品质中的应用。

背景技术

番茄(Solanum lycopersicum L.)栽培历史悠久，已成为世界上广泛种植的园艺作物之一，其果实具有独特的风味和丰富的营养物质，深受人们膳食选择的偏爱。我国是番茄主要生产与消费国，培育高产优质的番茄品种始终是广大育种工作者的目标。

番茄果实发育分为细胞分裂，细胞膨大和果实成熟三个阶段。其中果实细胞膨大期决定着番茄产量；成熟过程伴随着果实色泽、质地和风味等一系列生理生化变化，这使得番茄果实富含多种营养物质。番茄果实成熟过程中颜色变化主要源于叶绿素降解与番茄红素、β-胡萝卜素、叶黄素等类胡萝卜素的积累。其中，成熟番茄果实富含的番茄红素可以有效预防心血管疾病和前列腺癌的发生，对人体十分有益。

果实发育时期积累的淀粉随着果实成熟逐渐被分解成蔗糖、葡萄糖、果糖等小分子的寡糖与单糖，在提升果实甜度方面起到了重要作用。有机酸是番茄果实中另一大类重要成分，其含量高低影响果实的口感。柠檬酸与苹果酸是番茄中最主要的两种有机酸，这两种酸的含量在番茄果实成熟过程中分别呈现上升与下降趋势。果实的口感很大程度上取决于果实中糖与有机酸含量的比例。

番茄果实作为呼吸跃变型果实，其成熟过程通常伴随着乙烯含量的迅速上升及呼吸作用的爆发，乙烯在调控番茄等呼吸跃变型果实成熟过程中发挥着核心作用。AP2/ERF转录因子家族包括AP2(APETALA2)、ERF和RAV三个亚家族。已有研究报道，ERF位于乙烯信号转导途径的末端，介导乙烯调控番茄果实成熟相关基因的表达，进而影响果实成熟进程及品质，如SlERF.F12基因敲除突变体果实提前转色，并且番茄红素含量增加。除了ERF亚家族以外，AP2亚家族也有参与番茄果实成熟过程的报道，但与SlERF.F12基因功能不同的是，SlAP2a基因敲除突变体乙烯合成增加，转色提前，但果实番茄红素含量降低(Liu M,GomesBL,Mila I,et al.Comprehensive Profiling of Ethylene Response FactorExpression Identifies Ripening-Associated ERF Genes and Their Link to KeyRegulators of Fruit Ripening in Tomato.Plant Physiol.2016,170(3):1732-1744.Doi:10.1104/pp.15.01859.；Deng H,Chen Y,Liu Z,Liu Z,Shu P,Wang R,Hao Y,SuD,Pirrello J,Liu Y,Li Z,Grierson D,Giovannoni JJ,Bouzayen M,Liu M.SlERF.F12modulates the transition to ripening in tomato fruit by recruiting the co-repressor TOPLESS and histone deacetylases to repress key ripeninggenes.Plant Cell 2022,34(4):1250-1272.Doi:10.1093/plcell/koac025.)。

截至目前，番茄SlRAV1基因所属的RAV亚家族调控番茄果实成熟及品质形成仍未有研究报道。

发明内容

本发明提供了SlRAV1基因在调控番茄果实早熟和品质中的新应用，SlRAV1基因敲除突变体果实中番茄红素、可溶性糖及有机酸含量增加，果实转色时间提前，为创制早成熟、高品质番茄种质资源提供参考依据。

具体技术方案如下：