本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控植物表皮毛生长发育的基因及应用，所述基因为SlTOR基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，本发明专利技术经过研究发现SlTOR基因调控番茄腺毛的发育及萜烯化合物的合成。因此本发明专利技术通过构建SlTOR沉默株系及苗期外施TOR抑制剂及激活剂，观察番茄腺毛密度变化及萜烯化合物合成变化，发现TOR抑制剂处理后番茄腺毛密度显著增加，萜烯合成酶基因(SlTPSs)及合成前体途径基因转录表达显著上调，沉默株系结果与抑制剂处理结果趋势相同，激活剂处理呈相反趋势，说明SlTOR影响番茄腺毛密度及萜烯化合物的合成。此发明专利技术对实际生产减少有害农药使用及番茄的选种育种具有重要的指导意义及应用价值。值。值。
【技术实现步骤摘要】
一种调控番茄表皮毛生长发育的基因及应用
[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，具体涉及一种调控植物表皮毛生长发育的基因及应用。
技术介绍
[0002]番茄(Solonum lycopersicum)是世界上广泛栽培的蔬菜作物之一，其口感美味且营养价值高，广受大众喜爱，具有重要的市场经济价值，但在实际生产中番茄易受生物与非生物胁迫的影响，从而造成减产。表皮毛是起源于表皮细胞，广泛分布于陆生植物表面的一种特化毛状突起结构，可分为腺毛与非腺毛。尽管表皮毛对植物的生长不是必需的，但其作为植物与外界环境接触的第一道物理及化学屏障具有多种生物学功能，比如防止昆虫和病原体的攻击，减少水分损失，并增加对非生物胁迫的耐受性，包括极端温度和紫外线辐射等；研究发现表皮毛可构成一个抵御紫外线的防护层，有效降低紫外线对植物的损伤。对桦树的研究发现春季霜冻和臭氧升高会造成桦树的叶面损伤，影响其早期生长；霜冻会增加表皮毛的密度，提高桦树对低温的结构适应、增强耐冻性。腺毛是表皮毛中重要的表皮毛类型，其可以特异合成、分泌或储存大量且种类繁多的次生代谢物质，包括酰基糖、萜类、生物碱和黄酮类等，能保护植物免受食草动物、寄生虫、真菌感染等的伤害；此外一些植物腺毛分泌的次生代谢物质具有重要的商业价值，比如青蒿表皮毛分泌的青蒿素治疗疟疾。
[0003]番茄表皮毛是典型的多细胞结构，其分为两大类8种类型：腺体型表皮毛(腺毛，I型、IV型、VI型和VII型)和非腺体型表皮毛(非腺毛，II型、III型、V型和VIII型)。腺毛是各种特殊次生代谢物的主要工厂，其可以合成、分泌或储存多种次生代谢物质包括酰基糖、萜类、生物碱和黄酮类等。其中特别是萜类化合物，代表最大和最多样化的植物挥发性代谢物类，在番茄抵御害虫方面有着不可忽视的作用，如：对草食动物具有驱避性或毒性、可吸引攻击昆虫的食肉动物或寄生虫等。
[0004]明确了番茄表皮毛在抵御生物及非生物胁迫中的重要作用，如何调控番茄表皮毛生长发育成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面，提供一种调控番茄表皮毛生长发育的基因，所述基因为SlTOR基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0006]本专利技术的第二个方面，提供所述基因编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0007]本专利技术的第三个方面，提供所述基因表达的核酸分子在构建抵御生物及非生物胁迫能力增强的番茄植株中的应用，所述抵御生物及非生物胁迫能力增强是通过提高番茄腺毛密度及萜烯化合物含量实现的。
[0008]本专利技术的第四个方面，提供含有所述核酸分子的表达盒。
[0009]本专利技术的第五个方面，提供含有所述核酸分子的植物表达载体。
[0010]本专利技术的第六个方面，提供含有所述核酸分子的重组菌。
[0011]本专利技术的第七个方面，提供降低所述蛋白质含量的物质在构建抵御生物及非生物胁迫能力增强的番茄植株中的应用，其特征在于，所述抵御生物及非生物胁迫能力增强是通过提高番茄腺毛密度及萜烯化合物含量实现的。
[0012]进一步的，所述物质为AZD8055。
[0013]本专利技术的第八个方面，提供一种构建抵御生物及非生物胁迫能力增强的番茄植株的方法，通过基因编辑技术沉默目的番茄植株中的SlTOR基因，或者对目的番茄植株外施AZD8055，得到的番茄植株腺毛密度及萜烯化合物含量提高，从而增强抵御生物及非生物胁迫能力。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0015]本专利技术发现一个未在番茄中报道过可调控表皮毛生长发育的基因SlTOR，通过施用TOR抑制剂、激活剂及构建沉默株系，可改变番茄I、VI表皮毛密度、萜烯化合物合成相关基因转录表达及萜类积累量。此专利技术对实际生产减少有害农药使用及番茄的选种育种具有重要的指导意义及应用价值。
附图说明
[0016]图1为SlTOR参与番茄表皮毛数量的调节；
[0017]A：AZD8055和MHY1485处理番茄表皮毛表型变化；
[0018]B：AZD8055和MHY1485处理番茄表皮毛总数、腺毛及非腺毛数量变化；
[0019]C：AZD8055和MHY1485处理对番茄单一类型表皮毛密度变化的影响。
[0020]Con.：为蒸馏水(加实验组等量DMSO)处理过的番茄植株；AZD8055：5μΜ AZD8055处理的番茄植株；MHY1485：20μΜ MHY1485处理的番茄植株；
[0021]其中Con.为对照组；AZD8055是TOR抑制剂；MHY1485是TOR激活剂。
[0022]图2为SlTOR对萜烯合成相关基因转录表达的影响；
[0023]A：SlTOR下游靶基因在AZD8055和MHY1485处理后的转录表达情况；
[0024]B：萜烯合成酶基因在AZD8055和MHY1485处理番茄植株中的转录表达水平；
[0025]C：萜烯合成前体相关基因在AZD8055和MHY1485处理番茄植株中转录表达水平。
[0026]Con.：为蒸馏水(加实验组等量DMSO)处理过的番茄植株；AZD8055：5μΜ AZD8055处理的额番茄植株；MHY1485：20μΜ MHY1485处理的番茄植株；
[0027]其中Con.为对照组；AZD8055是TOR抑制剂；MHY1485是TOR激活剂。
[0028]图3为AZD8055和MHY1485处理番茄植株挥发性萜烯的水平；
[0029]A：单萜在AZD8055和MHY1485处理番茄植株中水平的变化；
[0030]B：倍半萜在AZD8055和MHY1485处理番茄植株中水平的变化。
[0031]Con.：为蒸馏水(加实验组等量DMSO)处理过的番茄植株；AZD8055：5μΜ AZD8055处理的额番茄植株；MHY1485：20μΜ MHY1485处理的番茄植株；
[0032]其中Con.为对照组；AZD8055是TOR抑制剂；MHY1485是TOR激活剂。
[0033]图4为SlTOR沉默株系中萜烯合成相关基因转录表达情况。
[0034]A：SlTOR在SlTOR沉默株系中的转录表达水平；
[0035]B：SlTOR沉默株系中萜烯合成酶基因的转录表达水平；
[0036]C：SlTOR沉默株系中萜烯合成前体相关基因的转录表达水平。
[0037]TRV::00：野生型番茄株系；TRV::SlTOR：SlTOR沉默株系。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明，但不应理解为本专利技术的限制。如未特殊说明，下述实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0039]实施例1：番茄SlTOR基因克隆及载体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种调控番茄表皮毛生长发育的基因，其特征在于，所述基因为SlTOR基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.权利要求1所述基因编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.破坏权利要求1所述基因表达的核酸分子在构建抵御生物及非生物胁迫能力增强的番茄植株中的应用，其特征在于，所述抵御生物及非生物胁迫能力增强是通过提高番茄腺毛密度及萜烯化合物含量实现的。4.含有权利要求3中所述核酸分子的表达盒。5.含有权利要求3中所述核酸分子的植物表达载体。6.含有权利要求3中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔娜，余兰，丁琪，杨芷，黄竞楠，张钰蛟，邢红运，范海延，于洋，孟祥南，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：
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