[发明专利]一种调控番茄腺毛形成的基因及克隆方法

说明书

本发明属于植物基因工程技术领域，公开了一种调控番茄腺毛形成的基因及克隆方法，测定转录组数据；TopHat2与参考基因组比对，结合Cufflinks对转录本拼接得转录本；去除表达量和可信度低的单外显子转录本、选择转录本长度200bp转录本、筛除与数据库注释exon区域有重叠转录本、选择FPKM≥0.5转录本，确定疑似lncRNAs；用PFAM和CPC得lncRNAs。本发明确定在番茄I型腺体毛高表达的lncRNA，得调控番茄腺毛形成的lncRNA000100，全长序列为1266bp；该基因在番茄中超量表达，显著抑制I型番茄腺毛形成；可以在番茄抗虫、抗病毒、抗逆境等方面进行应用。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，尤其涉及一种调控番茄腺毛形成的基因及克隆方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

植物茸毛是表皮细胞所特化的细胞结构，具有重要的抗虫防病毒作用，同时也是研究植物细胞命运调控的模式系统。拟南芥茸毛和棉花纤维为典型的非腺体毛，其形成机制已经较为清楚。番茄、薄荷、烟草等的部分茸毛为典型的腺体毛，其调控机制少有研究。番茄茸毛中的腺体毛类型能够分泌甲基酮、倍半萜烯等次级代谢物而具有很好的抗虫性。番茄是我国重要的蔬菜作物，由于抗虫性研究较为薄弱而阻碍了抗虫种质资源的应用。因此，番茄腺体毛调控机制的研究对于利用腺毛资源来提高番茄的抗虫性和丰富植物细胞命运调控的分子机制具有重要意义。番茄lncRNA000100具有这样的一些功能，因此研究番茄表皮毛lncRNA000100对于丰富番茄茸毛调控途径以及植物细胞命运的调控机制具有重要的意义。

番茄茸毛有Ι-VII七种类型，其中I、IV、VI和VII属于腺体毛，II、III和V属于非腺体毛。I型腺体毛的腺体较小、具有一个长的多细胞颈部；II型和III型腺体毛长度相似，其中II型为多细胞基部，III型为单细胞基部；IV型腺体毛与I型腺体毛类似，只是多细胞颈部较短；V型茸毛长度稍短，基部为单细胞；VI型腺毛包含一个由4个腺体细胞组成的腺体，体积较大，易于观察；VII型腺毛的腺体不规则，由4-8个细胞组成。不同番茄材料具有不同的腺体毛类型和密度。潘那利番茄(Solanum pannellii)含有I、III、IV、VI、VII等5种类型，其中IV型腺毛密度最高；多毛番茄(S.hirsutum)含有I、III、IV、V、VI、VII等6种类型，其中IV、V、VI型腺毛密度大，I、III、VII型密度小；醋栗番茄(S.pimpinellifolium)含有II、V、VI等3种类型；秘鲁番茄(S.peruvianum)含有I、V、VI、VII等4种类型；普通栽培番茄(S.lycopersicum)含有I、III、V、VI、VII等5种类型。番茄体表密被的茸毛具有很好的抗虫性。危害番茄主要为刺吸式昆虫，例如烟粉虱、温室白粉虱、银叶粉虱等。这些害虫既可以直接取食危害番茄的生长发育，又可以携带病毒而传播病毒病。

番茄体表密被的茸毛具有很好的抗虫性。危害番茄主要为刺吸式昆虫，例如烟粉虱、温室白粉虱、银叶粉虱等。这些害虫既可以直接取食危害番茄的生长发育，又可以携带病毒而传播病毒病。番茄近缘野生种是番茄抗虫育种的主要资源，其中多毛番茄、潘那利番茄和秘鲁番茄的抗虫性研究较多，但由于其腺毛类型、密度等差异而导致其抗虫种类和抗性强弱不同。多毛番茄对温室白粉虱、桃蚜、美洲斑潜蝇、叶螨等18种虫害具有抗性；潘那利番茄对桃蚜、温室白粉虱、烟粉虱、甜菜夜蛾等9种害虫具有抗性；秘鲁番茄对南美番茄蛲虫、烟粉虱等具有抗性。另外，针对番茄腺体毛产生次级代谢物的抗虫性，研究较多的为IV和VI型腺毛产生的甲基酮、倍半萜烯和酰基糖等3种成分。潘那利番茄IV型腺毛由于具有较高的酰基糖含量而对斑潜蝇、棉铃、烟粉虱等都具有良好抗性。姜烯是多毛番茄VI型腺毛分泌的一种倍半萜烯，对马铃薯甲虫有明显毒害作用。多毛番茄VI型腺毛分泌的2-十三烷酮和2-十一烷酮对除甜菜夜蛾以外的昆虫表现出很好的抗性。