【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因靶点，具体涉及一种菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1、基因及其应用。
技术介绍
1、菠萝(ananascomosusl.，merr.)为凤梨科凤梨属多年生常绿草本果树，与香蕉、椰子、芒果并列为四大热带名果。我国的菠萝种植历史悠久，种植面积及产量分别居世界第四和第六，是特色高效的热带经济作物，也是热作区农民重要的经济来源。近年来，水心病在菠萝主产区大面积发生。水心病是一种采前生理性病害，发病果实内部组织间隙充满细胞液并呈现水渍状，严重时散发出酒糟味和恶臭味，大大降低了果实的食用品质和商品价值。如2018年，水心病流行导致的果实品质降低造成徐闻菠萝鲜果贱卖、滞销烂市的情况给种植户带来大量损失。据统计，此次滞销面积高达10万亩，被影响的菠萝种植户占比超出50％。因此，探究菠萝水心病发病机制、挖掘水心病关键基因、培育抗水心病的优质菠萝品种是解决水心病的根本途径，才能有效地解决菠萝行业面临的瓶颈问题，促进菠萝行业的健康快速发展。
2、菠萝水心病是一个复杂的生理生化过程，其成因尚未完全解析，已有研究表明，水心病的发病率与外界环境因素、植株生长发育状态、内源激素水平、果实中矿质营养以及糖含量等均密切相关。研究还发现，在菠萝谢花后50天进行38℃高温以及10℃低温处理，可以显著诱发菠萝水心病。此外，菠萝冠芽大小与水心病的发病率呈负相关，冠芽越大发病率越低，植株叶片的大小与水心病的发病率呈正相关，叶片越茂盛水心病发病率越高。早在1999年chen等人的研究发现，从菠萝采收6周开始，菠萝果实中蔗糖以及细胞壁
3、钙是植物中非常重要的营养元素，植物体内的钙主要以游离钙和结合钙的形式存在，在细胞核、细胞质、液泡、细胞膜和细胞壁中广泛分布，其中液泡是细胞中的钙库，对于细胞中渗透压的调节至关重要。钙不仅是植物中非常重要的营养元素，钙还在植物细胞膜和细胞壁的稳定、酶的调控、渗透调节等方面也具有重要作用。例如，ca2+可以作为第二信使参与植物对生物以及非生物胁迫的响应，在植物体内发挥着重要的功能。可以与半乳糖醛酸甲酯裸露的羧基结合形成果胶酸钙，使细胞壁结构更加稳定，也可以与细胞膜上的磷脂和蛋白质进行偶联稳定细胞膜结构。细胞有丝分裂后期，分隔两个子细胞的细胞板主要是由果胶酸钙组成，缺钙影响细胞板和纺锤丝的形成，导致细胞分裂过程中子细胞无法分隔，出现双核现象并最终导致细胞死亡。此外，ca2+作为二价阳离子可以通过离子通道运输到细胞质以及液泡中，参与胞质渗透压的调节。其中caxs(ca2+/h+exchanger)是植物体内主要定位于液泡膜上的一种ca2+/h+反向转运蛋白，负责ca2+由胞质向液泡的运输，对于细胞渗透压的维持至关重要。
4、研究发现，拟南芥中主要存在6个caxs蛋白，其中atcax1的突变可以有效降低液泡中ca2+含量及ca2+/h+反向转运蛋白活性，增强植物对冷冻胁迫的耐受性。将拟南芥中atcax1过表达至番茄中，会导致番茄果肉细胞中细胞膜的离子渗透率明显增加，质外体以及胞质中ca2+含量降低，液泡中ca2+含量升高，导致细胞渗透压异常并出现质壁分离现象，最终导致细胞破裂死亡。苹果中主要包括11个caxs蛋白，可以参与植物对各种非生物胁迫的响应。例如，当苹果受到冷胁迫侵扰时，会导致胞质中钙离子的含量迅速增加，钙离子依赖的蛋白激酶接收ca2+信号后，启动一系列级联响应帮助植物抵御胁迫侵扰。但是，胞质中持续的高ca2+浓度会对植物细胞产生毒性，此时高钙信号会诱导苹果中bhlh4转录因子的表达。bhlh4可以结合在caxs蛋白的启动子区域激活其表达，促使胞质中的ca2+运输到液泡中储藏，降低胞质中的ca2+浓度，负调控冷信号通路。综上所述，钙在植物生长发育过程中发挥重要的作用，caxs蛋白作为细胞膜上的ca2+/h+反向转运蛋白，参与植物体内钙离子运输，细胞渗透压维持等多种过程。
5、caxs蛋白在拟南芥、水稻、苹果以及番茄等物种中均发挥着不可或缺的功能，而在菠萝中，caxs蛋白的功能还未进行详细的研究。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术目的在于提供一种菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1及编码该菠萝ca2+/h+反向转运蛋白的基因accax1，将accax1在菠萝果实中瞬时表达可以显著诱发菠萝水心病，表明该基因在菠萝水心病过程中发挥重要功能。
2、为了达到上述目的，本专利技术可以采用以下技术方案：
3、本专利技术一方面提供一种菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1，其氨基酸序列包括如seq id no：2所示序列或包括与seq id no：2所示序列同源性≥85％的序列。
4、本专利技术另一方面提供一种菠萝水心病靶标基因，包括如seq id no：1所示序列或包括与seq id no：1所示序列同源性≥85％的序列。
5、本专利技术再一方面提供一种本专利技术中的菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1或本专利技术中的菠萝水心病靶标基因在菠萝遗传育种中的应用。
6、在一些具体实施例中，上述应用包括：本专利技术中的菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1的抑制剂或本专利技术中的菠萝水心病靶标基因的表达抑制剂在防治菠萝水心病中的应用。
7、在一些具体实施例中，上述应用包括：本专利技术中的菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1的抑制剂或本专利技术中的菠萝水心病靶标基因的表达抑制剂为高浓度cacl2。
8、本专利技术再一方面提供一种控制菠萝细胞中钙离子稳态的方法，包括：通过调控本专利技术中的菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1含量或调控本专利技术中的菠萝水心病靶标基因的表达水平。
9、本专利技术有益效果至少包括：本专利技术提供的菠萝中的ca2+/h+反向转运蛋白accax1在菠萝果实中瞬时表达可以显著诱发菠萝水心病，表明其在菠萝水心病过程中发挥重要功能；后期可以利用转基因以及基因定点编辑等分子育种技术培育抗水心病的优质菠萝种质，为培育抗水心病品种提供新的思路和研究方向，切实解决菠萝行业面临的严重问题，促进菠萝产业的经济效益以及快速发展。
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1.菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1，其特征在于，其氨基酸序列包括如SEQ ID NO：2所示序列或包括与SEQ ID NO：2所示序列同源性≥85％的序列。
2.菠萝水心病靶标基因，其特征在于，包括如SEQ ID NO：1所示序列或包括与SEQ IDNO：1所示序列同源性≥85％的序列。
3.权利要求1所述的菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1或权利要求2所述的菠萝水心病靶标基因在菠萝遗传育种中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，应用包括：权利要求1所述菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1的抑制剂或权利要求2所述的菠萝水心病靶标基因的表达抑制剂在防治菠萝水心病中的应用。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，应用包括：权利要求1所述菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1的抑制剂或权利要求2所述的菠萝水心病靶标基因的表达抑制剂为高浓度CaCl2。
6.一种控制菠萝细胞中钙离子稳态的方法，其特征在于，包括：通过调控菠萝中权利要求1所述的菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1
...【技术特征摘要】
1.菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1，其特征在于，其氨基酸序列包括如seq id no：2所示序列或包括与seq id no：2所示序列同源性≥85％的序列。
2.菠萝水心病靶标基因，其特征在于，包括如seq id no：1所示序列或包括与seq idno：1所示序列同源性≥85％的序列。
3.权利要求1所述的菠萝ca2+/h+反向转运蛋白accax1或权利要求2所述的菠萝水心病靶标基因在菠萝遗传育种中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，应用包括：权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李川玲，陈金绘，张秀梅，姚艳丽，贺军军，吴青松，付琼，朱祝英，孙伟生，刘胜辉，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，
类型：发明
国别省市：
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