本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，具体公开了CsCRC蛋白及其编码基因在调控植物果实长度中的应用。本发明专利技术发现黄瓜CsCRC蛋白及其编码基因在调控植物果实发育中，特别是果实长度变化中具有重要影响，进而提出了其在调控植物果实长度中的应用。本发明专利技术对改良植物果实形态具有重要的理论意义和实用价值，为培育果实长度增加的新品种提供了新的基因资源。度增加的新品种提供了新的基因资源。
【技术实现步骤摘要】
CsCRC蛋白及其编码基因在调控植物果实长度中的应用
[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，具体地说，涉及一种CsCRC蛋白及其编码基因在调控植物果实长度中的应用。
技术介绍
[0002]黄瓜(Cucumis sativus L.)是世界十大蔬菜之一，也是广泛栽培的葫芦科蔬菜作物，具有重要的经济价值和生物学意义。近年来黄瓜产业以高产优质作为育种目标，而果实长是影响黄瓜外观品质和产量的重要农艺性状。野生型黄瓜具有小而圆的果实，经过漫长的驯化过程演变成现在的果实较大、形状丰富多样的栽培黄瓜。由于不同地域环境、气候条件和市场选择，黄瓜果长在不同品种间差异巨大，可以在5
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60cm间变化(Che and Zhang.,2019)。
[0003]黄瓜果实大小直接影响果实产量和品质，并在驯化期间作为目标品质而进行了大量选择育种改良。黄瓜的果形根据不同品种而有巨大的差异，可生长圆形到长柱形的果实(Bo et al.,2015)。在黄瓜中，果实大小由果实长度(L)，直径(D)或L/D比率决定(Naegele and Wehner,2017)。野生黄瓜C.sativus L.var.hardwickii的果实长度只有3
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5厘米，而栽培黄瓜的果实长度从5到60厘米不等。目前研究发现十余个共有数量性状位点(QTL)(FS1.1、FS1.2、FS2.1、FS2.2、FS3.1、FS3.2、FS3.3、FS4.1、FS5.1、FS6.1、FS6.2和FS7.1)与果实大小有关(Weng et al.,2015)：其中FS1.2、FS2.1和FS2.2参与黄瓜径向生长；FS3.2和FS3.3调节果实伸长；FS5.2对黄瓜的圆形果实形状影响最大(Pan et al.,2017a)；FS1.2由番茄果实形状控制基因SUN(命名为CsSUN)的同源基因控制，调节圆形果实形状(Pan et al.,2017b)。虽然已知10余个调控黄瓜果长的QTL，但其具体的候选基因和调控机理知之甚少。
[0004]转录因子CRABS CLAW(CRC)基因在植物生长发育和形态建成上发挥作用。CRABS CLAW(CRC)基因在拟南芥上属于YABBY基因家族的成员，具有该家族典型的N端C2C2型锌指结构域和C端YABBY(螺旋
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环
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螺旋)结构域(Alvarez and Smyth,1999；Bowman and Smyth,1999；Eshed et al.,1999；Yamaguchi et al.,2004)。YABBY基因家族在高等植物的生长发育以及形态建成方面发挥着重要的生物学功能(Eckardt,2010；Finet et al.,2016)。有研究表明，CRC在拟南芥上作用于心皮纵向和横向发育、蜜腺的形成、花柱和柱头的发育以及花分生组织的有限性生长。在水稻上CRC同源基因DROOPING LEAF参与并调控叶片结构发育和花器官的有限性生长。在加州罂粟(已知的双子叶植物中具有代表性的最古老的物种)中的EcCRC的表达下调，产生额外的器官发生于雌蕊内，导致第四轮花器官的重复；心皮极性和胚珠起始缺陷明显，观察到的表型仅限于雌蕊上，从而推断出CRC在植物上最原始的作用是心皮发育调控功能(Orashakova et al.,2009)，而对于蜜腺发育的调控是根据蜜腺与生殖器官的关联相伴而衍生出来的功能(Lee et al.,2005)。综上所述，CRC类基因在不同植物中演变出了植物特异性的功能，并无法预知其在其他尚未研究过的植物中的功能。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种可有效调控植物果实长度的方法。
[0006]具体地，本专利技术的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供CsCRC蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控植物果实长度中的应用。
[0008]第二方面，本专利技术提供CsCRC蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在选育果实伸长的转基因植物中的应用。
[0009]第三方面，本专利技术提供CsCRC蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在植物果实伸长种质资源改良中的应用。
[0010]本专利技术从黄瓜自交系R1461中分别克隆得到黄瓜CsCRC基因，成功构建了CsCRC
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OE过表达载体与CsCRC
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RNAi干扰载体，并分别转化短果型WI7237_fs5.2(NIL)黄瓜与长果型R1461黄瓜，获得CsCRC基因过表达及RNAi干扰黄瓜阳性植株。与短果型黄瓜(NIL)植株相比，过表达CsCRC基因的转基因植株中果实长度显著增加。相反，与长果型黄瓜(R1461)植株相比，CsCRC基因的RNAi干扰转基因植株果实长度显著下降。从而发现，黄瓜CsCRC蛋白及其编码基因可调控植物果实的长度，进而提出本专利技术。
[0011]本专利技术中，所述CsCRC蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：
[0012]1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；或
[0013]2)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。
[0014]所述CsCRC蛋白的cDNA具有以下任一种核苷酸序列：
[0015](1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，或
[0016](2)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列经过一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的编码核苷酸序列；
[0017](3)在严格条件下可以与SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列进行杂交的核苷酸序列。
[0018]所述生物材料为表达盒、载体或宿主细胞。
[0019]所述植物为黄瓜。
[0020]第四方面，本专利技术提供一种改变植物果实长度的方法，其通过转基因、基因敲除、RNA干扰、杂交、回交、自交或无性繁殖的方法，控制植物对CsCRC基因的表达。
[0021]所述转基因包括利用Ti质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、基因枪、电导或农杆菌介导的方法将包含所述CsCRC基因的重组表达载体导入植物，获得转基因植物株系。
[0022]所述基因敲除包括利用DNA同源重组技术、Cre/LoxP技术或CRISPR/Cas9技术将所述CsCRC基因敲除，获得转基因植物株系。
[0023]本专利技术的有益效果至少在于：
[0024]本专利技术发现黄瓜CsCRC蛋白及其编码基因在调控植物果实发育中具有重要的理论意义和实用价值。为培育果实长度增加的新品种提供了新的基因资源。
附图说明
[0025]图1为CsCRC基因全长克隆胶图。M为分子量标准。
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ZIP III and CsWUS transcription factors regulating anther and ovule developme本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.CsCRC蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控植物果实长度中的应用。2.CsCRC蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在选育果实伸长的转基因植物中的应用。3.CsCRC蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在植物果实伸长种质资源改良中的应用。4.根据权利要求1
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3任一所述的应用，其特征在于，所述CsCRC蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；或2)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。5.根据权利要求1
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3任一所述的应用，其特征在于，所述CsCRC蛋白的cDNA具有以下任一种核苷酸序列：(1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，或(2)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列经过一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小兰，砗根，刘小凤，赵剑宇，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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