[发明专利]一种调控番茄果实芳香物质合成的基因SlECT2及其应用

说明书

本发明提供一种调控番茄果实芳香物质合成的基因SlECT2及其应用。本发明利用CRISPR/Cas9技术突变了番茄中的SlECT2基因，得到了SlECT2基因突变的纯合突变体slect2#17和slect2#22，二者成熟果实中芳香物质含量与野生型相比分别降低了29.13％和26.84％，说明SlECT2基因能够促进番茄果实芳香物质合成。本发明所述SlECT2基因能够有效调控番茄果实芳香物质含量，对通过农业育种改善番茄果实芳香品质具有重要的指导意义，可为培育风味优良的优质番茄新品种提供新的候选基因资源。

技术领域

本发明属于植物分子生物技术和基因工程技术领域，具体涉及一种调控番茄果实芳香物质合成的基因SlECT2及其应用。

背景技术

果实是人类重要的食物，其品质主要包括色、香、味、质地和营养等。由于果实芳香品质与消费者喜好密切相关，有关果实芳香物质的形成与调控备受关注。番茄是研究果实芳香物质形成的模式材料，具有清晰的遗传背景，成熟的遗传转化体系和芳香物质物质分析方法。因此，深入研究番茄果实芳香物质形成及其调控机制对果实芳香品质改善和维持具有重要的理论价值和实践意义。

随着番茄果实的成熟，芳香物质含量增加。已鉴别出参与番茄重要芳香物质合成的基因，包括脂肪酸途径的SlLOXC、SlHPL、SlADH2和SlAAT1，类胡萝卜素途径SlCCD1以及支链氨基酸途径SlBCAT1等。目前番茄果实芳香物质合成的调控机制研究主要集中在转录因子和DNA甲基化层面，是否存在其他层面的调控有待进一步探索。

表观遗传学是指基于非基因序列改变所致的基因表达水平的变化。在组蛋白修饰和DNA甲基化基础上，RNA甲基化修饰是目前表观遗传学研究领域的热点。RNA修饰是一种转录后水平的调控方式，N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m⁶A)是含量最丰富的RNA甲基化修饰。有关RNA甲基化m⁶A识别蛋白SlECTs的功能尚不清楚，在果实芳香物质合成中的作用也不明确。

发明内容

本发明的目的是提供一种调控番茄果实芳香物质合成的基因SlECT2，SlECT2能够有效促进番茄果实芳香物质的合成。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一个有效调控番茄果实芳香物质合成的基因SlECT2。所述SlECT2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；SlECT2基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明提供了一种用于SlECT2基因突变的CRISPR/Cas9基因编辑载体，所述载体为pYLCRISPR/Cas9-SlECT2。所述载体可以表达靶向SEQ ID NO.1序列核酸分子的sgRNA。所述sgRNA的序列可为T1、T2、T3，所述T1序列为SEQ ID NO.1的第2001-2020位核苷酸，所述T2序列为SEQ ID NO.1的第1242-1261位核苷酸，所述T3序列为SEQ ID NO.1的第2022-2041位核苷酸。所述pYLCRISPR/Cas9-SlECT2基因编辑载体为利用Bsa I限制性内切酶在pYLCRISPR/Cas9-P_ubi-H的多克隆位点间依次插入AtU3d-T1-gRNA、AtU3b-T2-gRNA和AtU6-1-T3-gRNA得到的重组载体。

本发明提供了一种包含pYLCRISPR/Cas9-SlECT2重组载体的微生物，所述微生物为农杆菌GV3101。

本发明提供的一个目的是提供所述基因SlECT2在有效调控番茄果实芳香物质含量中的应用，包括突变番茄中SlECT2基因可以显著降低番茄果实中芳香物质含量。

本发明的另一个目的是提供所述基因SlECT2作为番茄果实开展基因工程的重要候选基因在番茄育种以及改善番茄果实芳香品质中的应用。