[发明专利]一种诱导植株矮化的遗传转化体系及其构建和应用

说明书

本发明公开了一种诱导植株矮化的遗传转化体系及其构建和应用，所述遗传体系是SIP1家族基因诱导植株矮化的遗传转化体系；所述体系的构建包括（1）番茄RNA的提取；（2）SlGT‑33基因的RNA反转录；（3）SlGT‑33基因的克隆及沉默表达载体的构建。所述体系的应用是用于诱导番茄植株矮化。本发明诱导植物矮化的遗传转化体系可用来培育番茄矮化植株，得到的番茄植株具有可高密度种植、充分利用空间和土地，增强光合效率，提高产量，低耗水率，抗倒伏等优点。

技术领域

本发明涉及一种诱导植株矮化的遗传转化体系及其构建和应用，特别是一种诱导植株矮化的遗传转化体系及其构建和应用该其培育番茄矮化植株的方法。

背景技术

番茄(学名：Solanum lycopersicum Mill.var)属于一年生或多年生草本植物，株高1-2米；羽状复叶或深裂；茎易倒伏；聚伞花序；浆果。番茄起源于南美洲的安第斯山地带，在秘鲁、厄瓜多尔等地仍有大部分野生种分布。番茄在长日照和短日照情况下均能生长、结实，适生温度范围较广，对土壤条件要求不严格，如今，番茄已作为世界范围栽种的主要蔬菜作物。植物矮化是一种重要的农艺性状，因其可高密度种植、充分利用空间和土地，增强光合效率，提高产量、低耗水率、抗倒伏等优势，对选育高产品种来说是一个重要的研究方向。诱导矮化的因素较多，包括栽培措施、生长环境、引种、生物调节剂、病毒及化学诱变等，而诱变过程中产生的安全性问题、诱变的长效性、透彻的机理分析等问题依然有局限性。番茄的矮化研究已从上个世纪的中叶便已开始，目前，植物矮化的探索逐步从生物调节剂分析向遗传基因的研究过渡，特别是发现了多种矮小型番茄突变品种，如Micro-Tom、TomThumb、Dwarf stone等。转基因技术是获得遗传稳定矮化品种的重要渠道。许多与矮化的相关基因被鉴定：赤霉素的合成、信号转导、代谢调控等途径中的蛋白编码基因突变后均可导致植株矮化，这与甾醇类激素、生长素、多胺等生物活性物质代谢合成途径中的基因变化相似。

植物界中已发现的转录因子有60多种，如bHLH、MADS-box、MYB、WD40、WRKY、AP2/ERF、YABBY、HB-box和NAC等。Kato等发现，NAC家族转录因子ANAC036基因主要在拟南芥的叶片中表达，超表达ANAC036基因产生了半矮化的植株；水稻中，超表达CYTOKININ-RESPONSIVE GATA TRANSCRIPTION FACTOR1(Cga1)基因诱导植物叶片的叶绿素合成，并导致植物半矮化；油菜素类固醇信号途径中的HLH转录因子INCREASED LEAF INCLINATION1BINDING bHLH1(IBH1)基因的超表达导致植株的严重矮化；等。可见，在植物的生长发育调控中，转录因子发挥了至关重要的作用。然而，到目前为止，Trihelix转录因子家族的相关基因在培育矮化植株方面的贡献还未见报道。

GT-1亚家族基因的功能研究进展：GT-1是首先被发现的Trihelix转录因子。GT元件首先在豌豆光响应基因rbs-3A启动子区发现并进行了分离，该启动子区为Box II。继而，其他非光响应基因的启动子中也含有GT元件，如相似启动子序列(GT-2box和GT-3box)存在于水稻的phyA启动子中，它可在暗环境中激活相关基因的表达。GT-2亚家族基因的功能研究进展：GT-2的命名是源于它含有两个与GT-1同源的DNA结合域。该亚家族基因的功能较为强大，其主要功能与植物的抗逆性、花器官的发育有关。据报道，SH4亚家族基因的功能与离层的发育相关。GTγ亚家族基因的功能与植物的逆境胁迫相关。