一种球根花卉开花调控和花瓣衰老相关基因TgFTS1及其应用制造技术

本发明专利技术属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种球根花卉开花调控和花瓣衰老的相关基因及其应用，所述基因为TgFTS1基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，FTS1基因的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。通过农杆菌介导的稳定转化拟南芥植株的表型分析，表明该基因具有调控植物花瓣衰老和脱落的显著功能，具体表现在TgFTS1超表达转基因拟南芥的花期显著延长，花瓣萎蔫及脱落时间明显晚于野生型植株；该基因能够显著影响植物生长发育的其他方面，包括株高、叶片大小及育性等。该基因的发现，为改良球根花卉花期、延缓花瓣衰老和脱落、延长鲜切花瓶插期、以及株型改良等相关新品种的培育提供了新的基因资源。了新的基因资源。了新的基因资源。

【技术实现步骤摘要】
一种球根花卉开花调控和花瓣衰老相关基因TgFTS1及其应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，具体涉及一种球根花卉开花调控和花瓣衰老的相关基因及其应用。

技术介绍

[0002]郁金香(Tulipa gesneriana L.)是百合科郁金香属多年生草本植物，其主要的应用形式包括切花、盆栽以及花海营造，在国际花卉贸易中占有重要地位。经过数百年的培育，郁金香现有栽培品种超过8000个，不同品种的花期长短具有显著差异。开花时间和花期长短是衡量郁金香切花和盆花经济价值的一个重要指标。大多数郁金香品种的单朵花期为5～7天，远远短于其他主流切花品种如菊花、香石竹等。花朵衰老的速度和方式决定了郁金香花期的长短。前期研究表明郁金香的花朵衰老包括花瓣脱落型和花瓣萎蔫型两种类型，其中，前者衰老的主要特征是花瓣基部形成离层，脱离母体植株，预示着观赏期的结束；而后者花朵衰老的主要特征是花瓣萎蔫、褪色，最后干枯的花瓣附着在茎秆上。
[0003]植物授粉成功是花朵衰老或脱落的启动信号之一，以便于将更多的养分供给种子和果实的发育成熟。而生产上郁金香主要通过种球分株进行营养繁殖，因此，阻止郁金香花朵授粉在一定程度上也能达到延缓花朵衰老、延长观赏期的目的。目前关于植物器官衰老机理的研究主要集中在叶片上，而对于花朵衰老机理的探究则相对较少。植物的叶片和花瓣无论在形态结构还是在发育生理方面均存在显著差异，因此探究花朵衰老机制并对调控花朵衰老的相关基因进行鉴定，将有助于理解植物花器官衰老和叶片衰老的区别。
[0004]除此之外，由于郁金香花期较短，花瓣易于萎蔫和脱落，郁金香鲜切花采后处理成本较高，需要持续低温环境以及特殊包装材料，以减少鲜切花采后损耗，因此培育花期长、花瓣晚脱落甚至不脱落的新品种将大大有利于提升它的经济价值和产业效益。目前，关于郁金香花朵衰老机理的研究较少，人们对于不同品种间郁金香花朵衰老方式的理解和认识还处于初级阶段，尤其是对于调控花瓣脱落的关键基因的鉴定缺乏直接证据。因此，挖掘郁金香的花瓣衰老调控基因，并对其调控机制进行解析是利用分子育种手段、改良郁金香观赏花期的基础和前提。本专利技术提供了一种郁金香开花调控和花瓣衰老相关基因的发现和鉴定过程，相关研究结果以及基因资源的获得为培育百合科球根花卉新品种提供了新的遗传资源，该基因的应用将会延缓球根花卉花朵衰老、延长郁金香花期、提升郁金香观赏价值和经济效益，在球根花卉的育种、栽培和采后处理领域具有重要的应用价值。除此之外，该基因还显著地影响植株株系发育，因此该基因的发现为“一因多用”、同时进行多个性状的遗传改良育种提供了可行性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种球根花卉花瓣衰老及开花调控和株型调控的相关基因及其应用。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的具体方案如下：
[0007]一种球根花卉花瓣衰老及开花调控的相关基因，即TgFTS1(Flower Timeand Senescence 1)基因，所述基因的核苷酸序列为SEQ ID NO：1。
[0008]进一步的，球根花卉花瓣衰老和开花调控的相关基因对应的蛋白质序列为SEQ ID NO：2。
[0009]进一步的，球根花卉花瓣衰老和开花调控的相关基因对应的基因组序列为SEQ ID NO：3。
[0010]进一步的，所述球根花卉花瓣衰老及开花调控的相关基因的核苷酸序列可以选自以下序列中的一种或多种：1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列通过一个或几个核苷酸的取代、缺失、或添加衍生产生的核苷酸序列；2)与SEQID NO.1具有至少80％同源性的核苷酸序列。
[0011]进一步的，所述的球根花卉为百合科郁金香、百合等具有地下鳞茎膨大的花卉作物。
[0012]进一步的，所述球根花卉花瓣衰老和开花调控的相关基因在球根花卉育种中的应用。以上所述的应用中，优选的，所述的植物包括郁金香和百合科其他球根花卉。
[0013]本专利技术的有益效果为：本专利技术首次提出了郁金香花瓣衰老和开花调控关键基因TgFTS1，该基因作为控制球根花卉花瓣衰老和花期长短的关键调控因子，该基因功能的发现为我们了解百合科球根花卉花瓣衰老脱落的分子机制提供了关键证据。除此之外，该基因还参与调控植物株型发育。该基因的发现，为百合科球根花卉遗传改良和新品种培育提供新的基因资源，相关新品种的培育和推广将大大提升球根花卉的观赏期、降低采后生产成本，同时也为矮化新品种的培育提供了基因资源，具有重要的理论意义和应用潜力。
[0014]花瓣衰老和开花时间相关基因TgFTS1在郁金香等球根花卉植物育种中的应用，利用常规生物技术，将该基因的核苷酸序列(SEQ ID NO.1)在植物中超量表达，可以显著延迟花瓣衰老和脱落，同时转基因植株呈现出矮化的表型。该基因可应用于百合科球根花卉作物种遗传改良和新品种培育。
附图说明
[0015]图1、郁金香TgFTS1基因结构；
[0016]图2、郁金香TgFTS1基因在植物花期改良育种领域中的应用；
[0017]图3、郁金香TgFTS1基因在植物株型改良育种领域中的应用。
具体实施方式
[0018]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0019]球根花卉开花调控和花瓣衰老相关基因TgFTS1的获得：
[0020]我们通过对郁金香不同品种间花期长短和花瓣衰老方式的研究中，发现 TgFTS1在不同品种间转录水平存在差异，然后克隆了TgFTS1基因的编码区和基因组序列。异源超表达TgFTS1能够显著延迟花瓣衰老和脱落，同时转基因植株呈现出矮化的表型。该基因编码一个AP2
‑
ERF转录因子，序列进化树分析显示该基因为百合科特有基因，其他物种中没有该基因的直系同源基因，也没有关于该基因相关功能的报道。BLAST序列分析显示TgFTS1氨
基酸序列与其他单子叶植物中同源性均低于42％。该百合科特有的控制开花时间、花瓣的衰老脱落以及株型株高的关键基因TgFTS1的CDS序列如SEQID NO.1所示，包括816个碱基，蛋白序列如SEQ ID NO.2所示，编码271 个氨基酸。本专利技术还包括TgFTS1基因的基因组序列的获得，其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0021]本专利技术所述技术方案，如未特别说明，均为本领域的常规方案；所述试剂或材料，如未特别说明，均来源于商业渠道。
[0022]实施例1：
[0023]郁金香开花调控和花瓣衰老相关基因TgFTS1(Flower Time and Senescence 1)的获得：
[0024]本研究对两个花期长短差异显著的郁金香品种进行比较分析，获得差异表达基因TgFTS1，然后根据郁金香三代全长转录组测序结果，设计特异性引物以品种
‘
道琼斯
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的cDNA为模板对TgFTS1基因进行克隆。测序结果表明，TgFT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球根花卉花瓣衰老和开花调控的相关基因TgFTS1，其特征在于，所述基因的核苷酸序列选自以下序列中的一种或多种：1)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；2)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列通过一个或几个核苷酸的取代、缺失、或添加衍生产生的核苷酸序列；3)与SEQ I...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳平，产祝龙，陈欣晨，王森，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：