梨PbrCPK28基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了梨PbrCPK28基因及其应用。一种分离自

【技术实现步骤摘要】
梨PbrCPK28基因及其应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程领域，涉及梨PbrCPK28基因及其应用，具体涉及从
‘
砀山酥梨
’
中分离、克隆得到一个调控梨果实糖含量的PbrCPK28基因。本专利技术构建的CPK
‑
TST
‑
VHA
‑
A1调控路径揭示了梨果实糖分积累的分子机制及遗传基础。

技术介绍

[0002]梨是蔷薇科(Rosaceae)桃亚科(Amygdaloideae)梨属(Pyrus L.)的多年生木本植物，是我国第三大果树树种，栽培历史悠久，种植面积广泛。目前梨分为两大类，一类是东方梨，主要包括白梨(P.bretschneideri)、砂梨(P.pyrifolia)、秋子梨(P.ussuriensis)、新疆梨(P.sinkiangensis)；另一类是西方梨，主要是西洋梨(P.communis)。我国作为梨出口大国，近年来梨的栽培面积与产量居世界第一。但是，我国的一些传统的主栽品种梨果品质相对较差，表现出风味淡、肉质粗等问题。而糖含量的高低是影响果实品质的重要因素，在比较蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇的成分含量时发现，果糖是栽培品种和野生品种糖含量差异大的主要原因。所以增加梨果实果糖的含量，对改善梨的品质至关重要。因此，明确果糖含量差异，解析其调控机制，对改善梨果实品质具有重要意义。
[0003]对
‘
新高
’
和
‘
红香酥
’
杂交F1代进行遗传分析，利用区间作图和QTL分析鉴定梨果实可溶性固形物性状的潜在QTL，以及对不同栽培种和野生种的转录组数据进行分析，结合果实成熟期糖含量测定的表型数据，发现了一个基因PbrCPK28。通过在梨果实中瞬时过量表达技术，证实了PbrCPK28可以改变果实果糖含量。对7个不同梨品种的转录组进行关联分析，发现了一个已知基因功能的糖转运蛋白PbrTST4以及V型ATP酶PbrVHA
‑
A1与PbrCPK28互作，PbrCPK28磷酸化二者，PbVHA
‑
A1为PbTST4提供转运动力，从而促进糖外排到液泡中贮藏，最终提高果实中糖的含量。该调控路径的发现补充完善了梨果实果糖含量调控机制，为改良梨果实品质提供了理论基础。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一个增加梨果实果糖积累的PbrCPK28基因。
[0005]本专利技术的目的是提供一个调控梨果实果糖积累的调控路径。
[0006]本专利技术的另一目的是提供该基因以及调控路径的应用。
[0007]本专利技术的目的可通过以下技术方案实现：
[0008]一种分离自
‘
砀山酥梨
’
具有影响果实果糖含量积累的PbrCPK28基因，其核苷酸序列为SEQ ID No.1所示，包含1659bp的开放阅读框；编码552个氨基酸，其编码的氨基酸序列为序列表SEQ ID No.2所示。
[0009]含有本专利技术所述PbrCPK28基因的重组表达载体。所述的重组表达载体，以Pearlygate104为终载体，利用gateway系统进行载体的构建。
[0010]含有本专利技术所述PbrCPK28基因的宿主菌。
[0011]克隆本专利技术所述PbrCPK28基因cDNA序列的引物对，上游引物PbrCPK28
‑
F1序列如
SEQ ID No.3所示，下游引物PbrCPK28
‑
R1序列如SEQ ID No.4所示。
[0012]本专利技术所述PbrCPK28基因在促进梨果实果糖含量积累的应用。
[0013]本专利技术所述的重组表达载体在促进梨果实糖含量积累的应用。
[0014]本专利技术所述的PbrCPK28基因及互作基因PbrTST4、PbrVHA
‑
A1构建的调控路径在促进果实糖含量积累的应用；其中所述的互作基因PbrTST4基因核苷酸序列如SEQ ID No.5所示，氨基酸序列如SEQ ID No.6所示；PbrVHA
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A1基因核苷酸序列如SEQ ID No.7所示，氨基酸序列如SEQ ID No.8所示。
[0015]有益效果
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和效果：
[0017]1.PbrCPK28基因的发现，为梨果树分子育种提供新的基因资源，该遗传资源的开发利用有利于改善梨果实品质，满足消费者对梨果品质提升的需求。
[0018]2.通过农杆菌介导的转化方法，将PbrCPK28基因在梨果实进行功能验证，结果表明本专利技术克隆的PbrCPK28基因具有调控果实糖积累的功能，为分子育种提供更高效地途径。
[0019]3.本专利技术构建的CPK
‑
TST
‑
VHA
‑
A1调控路径揭示了梨果实糖分积累的分子基础。糖分积累的调控机制不仅为梨果实品质的提升提供了遗传资源，也为提高其他果树的果实糖分含量提供有效参考。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的PbrCPK28在
‘
新高
’
和
‘
红香酥
’
杂交F1代的可溶性固形物QTL定位。
[0021]其中：a：梨果实可溶性固形物的QTL定位。b：包含在连锁群15(LG15)中的候选基因。
[0022]图2为本专利技术的PbrCPK28在不同栽培种和野生种之间的RPKM值(a)，以及不同栽培种和野生种的果糖含量比较(b)。
[0023]图3
‘
砀山酥梨
’
不同组织及不同发育时期中PbrCPK28基因的表达水平分析。注：DAFB：Days after full bloom，盛花后天数；Stem：茎、；Leaf：叶片；Pollen：花粉；Petal：花瓣；Ovary：子房；Relative expression level：PbrCPK28基因在不同组织的相对表达量，以21 DAFB的表达量为1。
[0024]图4为本专利技术的PbrCPK28基因亚细胞定位。结果显示，在PbrCPK28拟南芥转基因的根尖细胞膜上观察到绿色荧光，表明PbrCPK28基因定位在细胞膜上。
[0025]图5为本专利技术PbrCPK28基因瞬时注射梨果的功能分析。其中：a：瞬时转化135DAFB的
‘
砀山酥梨
’
后的注射部位糖含量测定。b：瞬时转化135DAFB的砀山酥梨后的注射部位基因表达分析。
[0026]图6为本专利技术基因PbrCPK28与PbrTST4相互作用的试验分析。
[0027]其中：a.酵母双杂交体外验证PbrCPK28与PbrTST4相互作用。b.利用LCI试验在本氏烟草中验证PbrCPK28与PbrTST4相互作用。b.利用BiFC试验在本氏烟草中验证PbrCPK28与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离自
‘
砀山酥梨
’
具有调控梨果实糖含量的PbrCPK28基因，其CDS序列如SEQ ID No.1所示，编码的蛋白序列如SEQ ID No.2所示。2.含有权利要求1所述基因的重组表达载体，其特征在于以Pearlygate104为过表达载体。3.含有权利要求1所述基因的宿主菌。4.克隆权利要求1所述基因序列的引物对，其特征在于上游引物PbrCPK28
‑
F1序列如SEQ ID No.3所示，下游引物PbrCPK28
‑
R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊，朱荣香，李甲明，曹贝贝，张明月，汪润泽，赵渴娇，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：