[发明专利]通过过表达马铃薯StDWF1基因促进马铃薯块茎萌芽的方法

说明书

本发明提供了一种通过过表达马铃薯StDWF1基因促进马铃薯萌发的方法，包括：(1)通过农杆菌介导制备过表达马铃薯StDWF1材料；(2)过表达马铃薯StDWF1材料的鉴定；(3)组织培养过表达马铃薯StDWF1材料；(4)将步骤(3)所得材料培养15天后移栽到大棚培养，最后测定块茎的萌发时间。本发明中StDWF1基因参与马铃薯块茎的萌发过程，通过过表达StDWF1基因可促进马铃薯块茎萌发，比对照组萌发时间提早至少15天，进而提高了其产量。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种通过过表达马铃薯StDWF1基因促进马铃薯萌发的方法。

背景技术

马铃薯属茄科一年生草本植物，具有适应性广、产量高、营养价值丰富等特点，是全球第四大粮食作物。2010年，马铃薯的世界产量已经达到了3.2×108吨，中国作为世界第一产量大国，每年马铃薯产量近750万吨。马铃薯在中国粮食安全、脱贫攻坚、乡村振兴中占有重要位置，但目前对马铃薯的研究面临着两个问题：一是马铃薯的单产较低，二是难以调控马铃薯的萌发。这两个问题对中国粮食生产及马铃薯研究方面有较大的影响。

马铃薯块茎应用广，即可作为商品薯，也作种薯，生产上对两者的控芽需求不同。特别对于种薯，则需要调节其萌芽时间与播种季节相配，否则会出现块茎萌芽过晚或种薯生理年龄不当的问题照成产量下降。

马铃薯块茎萌芽不同于种子萌发，其块茎含水量高，不需要吸胀吸水，直接进行生理生化代谢、细胞有丝分裂等过程，不能通过水分调控其萌芽，因此马铃薯块茎萌芽具有特殊性。研究表明，温度、空气等环境因子对萌芽的调控效果不明显，GA、IAA与CTK能促进块茎萌芽，但其成本高，不同品种的萌芽时间差异非常明显，因此马铃薯萌芽研究中遗传背景机制是影响块茎萌芽的关键因素。

综上所述，马铃薯块茎萌芽调控存在耗费高、效果不显著等问题，其根本原因是马铃薯块茎从休眠至萌芽转换的内部机制不明确。因此，研究马铃薯块茎中与萌芽相关的基因的表达调控机制是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种通过过表达马铃薯StDWF1基因促进马铃薯萌发的方法，该方法可有效提前马铃薯萌发时间，进而提高马铃薯产量。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种通过过表达马铃薯StDWF1基因促进马铃薯萌发的方法，包括以下步骤：

(1)通过农杆菌介导制备过表达马铃薯StDWF1材料

①制备转化后的农杆菌菌液

采用限制性内切酶对含有StDWF1目的基因片段的表达载体和过表达载体进行双酶切，将酶切得到的载体和目的片段回收并连接，将连接产物转化至感受态细胞中，挑取单菌落扩繁、提取质粒，经PCR、酶切和测序鉴定后转化到根癌农杆菌的感受态细胞中，制得转化后的农杆菌菌液；

②马铃薯苗的诱导

以马铃薯苗的茎段作为外植体接入基本培养基中，置于温度为18±1℃、光照时间为8h/16h day/night、光照强度为35-45μmol m^-2s^-1的条件下培养15-20天；

③农杆菌的活化及重悬

④预培养及共培养

预培养：取培养了15-20天的马铃薯苗，在无菌条件下取中间生长健壮且无芽眼的茎段，置于预培养基上，于20-24℃暗培养2-3天；

共培养：将重悬的农杆菌浸染预培养后的茎段2-3min，然后用无菌水清洗2遍，去掉多余水分后，接入垫有一层滤纸的共培养基中，于24-26℃暗培养36h；

⑤芽诱导及根诱导