[发明专利]SlMS基因在调控番茄育性中的应用及方法

说明书

本发明涉及一种同源结构域指蛋白SlMS基因在调控番茄果实育性中的应用及方法。SlMS基因的序列如SEQ ID NO.1所示，编码序列如SEQ ID NO.2所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。通过植物基因编辑技术对SlMS基因进行遗传操作，可以使植物产生雄性不育，对于农作物育种具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，尤其涉及一种同源结构域指蛋白SlMS基因在调控番茄育性中的应用及方法。

背景技术

杂种优势是指杂种后代在生长势、生活力、抗逆性、产量和品质等方面优于亲本的表现，杂种优势现象在许多蔬菜作物中均明显存在。植物雄性不育是指在有性繁殖过程中雄蕊不能正常生长或产生有活力的花粉，但雌蕊能正常发育和受精的生物学现象。利用雄性不育系来制种是实现作物杂种优势的有效方法之一。例如，番茄杂种优势十分明显，杂种一代可比亲本增产20％～40％。

按照遗传类型划分，植物雄性不育分为细胞质雄性不育(CMS)和细胞核雄性不育(GMS)。细胞质雄性不育由细胞质基因和细胞核基因互作控制。细胞质雄性不育又分为孢子体不育和配子体不育。根据雄性不育的稳定性划分，植物植物雄性不育又可分为稳定不育型(SMS)和环境敏感不育型(ESMS)两种。按照雄性不育的表达形式，植物雄性不育又分为产孢型雄性不育、结构型雄性不育和功能型雄性不育。不论哪种划分类型，在植物生殖发育过程中，花粉的正常发育对植物是否能够完成受精作用十分关键。

目前，花粉发育在拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)中已进行了广泛、深入研究。例如，研究发现参与拟南芥花粉发育的转录调控因子包括AtDYT1、AtTDF1、AtAMS、AtbHLH10、AtbHLH89、AtbHLH91以及AtMYB80、AtMYB103。AtDYT1编码bHLH转录因子并直接调节AtTDF1的表达。AtTDF1影响AtAMS的表达。AtAMS蛋白可以与AtbHLH89/91相互作用并调节AtMYB80的表达。AtDYT1和AtbHLH10/89/91之间的互作对于调节花粉发育也很重要，形成的DYT1-TDF1-AMS-bHLH10/89/91-MYB80转录级联可精确调节拟南芥花粉和绒毡层发育。

但是，目前关于调控番茄花粉发育的基因还知之甚少，利用番茄育性基因改变番茄育性的研究也甚少。

发明内容

基于此，有必要提供一种同源结构域指蛋白SlMS基因在调控番茄育性中的应用及方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种SlMS基因在调控番茄育性中的应用，所述SlMS基因的CDS序列如SEQ ID NO.2所示，所述SlMS基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在其中一些实施例中，所述SlMS基因编码的蛋白：

(1)氨基酸序列如SEQID NO.3所示的同源结构域指蛋白；

(2)序列如SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列中经过取代、缺失、添加一个或若干氨基酸残基所得到的衍生蛋白。

在其中一些实施例中，所述调控番茄育性的方法是采用敲除或者沉默CDS序列如SEQ ID NO.2所示的SlMS基因或者核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的SlMS基因。

本发明还提供一种创建雄性不育番茄的方法，利用CRISPR/Cas9系统编辑番茄SlMS基因使所述SlMS基因丧失或改变功能，所述SlMS基因的CDS序列如SEQ ID NO.2所示，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在其中一些实施例中，所述CRISPR/Cas9系统包含2个gRNA，序列分别如SEQ IDNO.4和SEQ ID NO.5所示。