[发明专利]菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因及其编码蛋白和应用

说明书

菜豆α‑吡喃酮还原酶PvTKPR2基因及其编码蛋白和应用，涉及基因工程领域，具体涉及一种菜豆PvTKPR2基因及其编码蛋白和应用。是要解决现有菜豆杂交过程中由于去雄不完全或碰伤柱头而导致杂交失败的问题。该基因的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。该基因的突变体表现出完全的雄性不育表型，该突变体能够单性结实而产生大量的肉质无籽荚。该突变体作为杂交母本，可以省去菜豆杂交工作的去雄过程，不仅简化杂交过程还可以大大提高杂交的成功率。本发明用于培育菜豆肉质无籽荚新品种和通过雄性不育株系培育杂交菜豆新品种。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体涉及一种菜豆PvTKPR2基因及其编码蛋白和应用。

背景技术

单性结实(parthenocarpy)是指子房不经过双受精作用而形成不含种子果实的现象，所结的果实被称为无籽果实。单性结实主要有两个优点，其一是在授粉失败时，仍能长出果实。由于授粉过程对环境的温度、湿度、光照等条件要求比较高，单性结实使得作物在不良的环境条件下仍能结出果实，进而提高作物的稳产能力。其二是单性结实可以提高某些植物(如番茄、黄瓜、茄子)的产量、品质和经济效益。

菜豆(snap bean)主要食用鲜荚，菜豆单性结实而形成的肉质无籽荚具有直接食用或加工的潜能，但目前尚未有菜豆单性结实成为肉质无籽荚的报道。因此，利用基因的手段培育出能够单性结实的菜豆种质资源具有重要的理论及实际意义。

无论是常规杂交育种还是分子设计育种，目标都是将父母本的优良性状组合在一起，以达到培育良种的目的，杂交是其中的必须环节。菜豆杂交过程中的去雄环节常常会发生去雄不完全或碰伤柱头而导致杂交失败的现象。

发明内容

本发明是要解决现有菜豆杂交过程中由于去雄不完全或碰伤柱头而导致杂交失败的问题，提供一种菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因及其编码蛋白和应用。

本发明菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。

本发明菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。

本发明菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因在维持菜豆雄性育性中的应用。

本发明菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因在培育杂交菜豆新品种中的应用。

本发明菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因在培育肉质无籽荚菜豆品种中的应用。

本发明还提供菜豆突变体中PvTKPR2^slp基因的核苷酸序列，如序列表中的SEQ IDNO：3所示。

菜豆突变体中PvTKPR2^slp基因编码的PvTKPR2^slp蛋白的氨基酸序列，如序列表中的SEQ ID NO：4所示。

本发明的有益效果：

本发明在分子水平上首次成功地克隆出菜豆α-吡喃酮还原酶PvTKPR2基因。本发明通过植物生理学和分子生物学方法，证实PvTKPR2基因在菜豆花粉发育中发挥重要的功能，该基因的突变体表现出完全的雄性不育表型，该突变体能够单性结实而产生大量的肉质无籽荚。在外施生长素和细胞分裂素的情况下，突变体的肉质无籽荚鲜重能够增大两倍，具有加工或直接食用的价值。此外，PvTKPR2基因突变体作为杂交母本，可以省去菜豆杂交工作的去雄过程，不仅简化杂交过程还可以大大提高杂交的成功率。

本发明首次阐明菜豆中PvTKPR2基因菜豆肉质无籽荚产生过程中的功能，为培育菜豆肉质无籽荚提供种质资源和理论依据。此外，PvTKPR2基因的发现在通过雄性不育系培育杂交菜豆新品种方面具有重要的应用价值。

附图说明