SlPUT3基因在抑制番茄侧枝萌发中的应用

本发明涉及农业生物，特别是涉及put3基因在抑制番茄侧枝萌发中的应用。

背景技术：

1、番茄(solanum lycopersicum)是我国设施栽培播种面积最大的蔬菜，茎蔓生，分枝力极强。番茄的分枝模式是产量和品质等指标的决定因子之一，恰当的分枝模式能提高产量和经济效益，分枝过多会造成诸多负面影响，如分枝多造成空间密度过高，会引发病害；分枝生长迅速时植株彼此间容易相互隐蔽，造成养分消耗；整枝打杈等管理投入成本提高等。研究番茄分枝机制，寻找番茄合理株型具有重要的生产价值。

2、多胺(polyamines，pas)是一类含有两个或更多氨基的化合物，在植物生长发育过程和胁迫应激响应中发挥各种各样的作用，做为一种新型的植物生长调节剂得到了越来越多的重视。腐胺(put)、亚精胺(spd)和精胺(spm)是植物中的主要pas，参与多种生理过程的调控，如花发育、胚胎发生、器官发生、衰老和果实成熟发育,还参与对生物和非生物胁迫的反应。随着分子生物技术的发展，越来越多的证据表明，无论是外源应用还是通过基因工程内源控制pas的产生，都能积极影响植物的生长、产量和抗逆性。

3、pas转运在调节植物细胞内pas水平中起着至关重要的作用，研究发现ⅰ型氨基酸转运蛋白(lat)家族跨膜蛋白在调控pas转运中具有重要作用。拟南芥和水稻的多胺转运蛋白atput5、osput1、atput2、atput3和osput3精确调控亚精胺的动态平衡，从而控制植物的开花时间。拟南芥put2突变体过度积累多胺，积极参与phya(光敏色素a)介导的植物种子萌发。

4、在拟南芥中，lhr1基因编码多胺转运蛋白lhr1/put3是细胞外多胺摄取所必需的，在高温下调控内源pas稳定进而参与几种关键热应激反应基因的mrna。研究发现，质膜na+/h+转运体sos1和蛋白激酶sos2是维持细胞内na+和k+稳态的两个重要蛋白，put3和sos1在应激条件下都可以与蛋白激酶sos2形成复合物，并通过蛋白相互作用和磷酸化调节彼此的转运活性，从而调控植物的耐盐性。虽然put3在植物中的功能逐渐被人们认知，但仍然很不充分；因此，有进一步地深入研究put3基因功能的必要。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了slput3基因在抑制番茄侧枝萌发中的应用，其通过调控slput3基因能有效地调控植株的生长。

2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、提供一种番茄put3基因，所述put3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、筛选发现了番茄slput3基因与番茄侧枝发育有关，番茄slput3基因突变体put3的侧枝萌发数量较野生型ailsa craig(wt)显著减少，该基因能够用于育种少分枝的番茄品种，用于番茄株型进行改良。

5、提供上述的番茄put3基因编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列如seq idno.2所示。

6、提供一种上述的番茄put3基因在调控番茄侧枝萌发中的应用。

7、由于发现番茄put3基因能调控番茄侧枝萌发数量，因此通过调整番茄植株上的番茄put3基因，能有效地抑制番茄侧枝萌发。

8、提供一种上述的番茄put3基因在减少侧枝萌发的番茄植株育种中的应用。

9、由于发现番茄put3基因的表达与番茄侧枝萌发数量密切相关，通过识别番茄植株中的番茄put3基因表达情况，能筛选出番茄侧枝萌发少的番茄品种。

10、提供一种侧枝萌发少的番茄株型改良方法，将上述的番茄put3基因沉默或敲除。

11、当通过基因沉默或敲除使番茄中slput3基因功能降低或缺失，就能够使得番茄侧枝数量减少。

12、在一些实施方式中，所述沉默或敲除的步骤包括：根据番茄put3基因靶点设计基因编辑靶点序列，将所述基因编辑靶点序列转入宿主细胞，获得重组crispr载体；

13、将所述crispr载体经农杆菌介导转入番茄中，获得株型改良的基因编辑番茄植株。

14、针对番茄put3基因靶点设计基因编辑靶点序列，将该基因编辑靶点序列载入宿主细胞，宿主细胞作为载体将基因编辑靶点序列导入到番茄植株中进行编辑番茄put3基因靶点，实现沉默番茄put3基因或敲除slput3基因。

15、在一些实施方式中，所述番茄put3基因靶点的序列为：

16、gtgtgggtttcatctgcttt；和atgggggactacaatggtgc。

17、在一些实施方式中，所述宿主细胞为农杆菌gv3101。

18、在一些实施方式中，所述农杆菌介导包括：将含有农杆菌菌液的crispr载体浸染番茄子叶，通过组织培养重新获得幼苗，筛选获得put3基因缺失的突变体植株。

19、本发明有利于揭示番茄侧枝发育的分子作用机制，为少分枝番茄新种质的创制及新品种培育奠定基础，继而提高番茄轻简化栽培效率，降低生产成本。

技术特征：

1.一种番茄put3基因，其特征在于，所述put3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.一种权利要求1所述的番茄put3基因编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.一种权利要求1所述的番茄put3基因在调控番茄侧枝萌发中的应用。

4.一种权利要求1所述的番茄put3基因在减少侧枝萌发的番茄植株育种中的应用。

5.一种侧枝萌发少的番茄株型改良方法，其特征在于，将权利要求1所述的番茄put3基因沉默或敲除。

6.根据权利要求5所述的侧枝萌发少的番茄株型改良方法，其特征在于，所述沉默或敲除按照以下步骤：根据番茄put3基因靶点设计基因编辑靶点序列，将所述基因编辑靶点序列转入宿主细胞，获得重组crispr载体；将所述crispr载体经农杆菌介导转入番茄中，获得株型改良的基因编辑番茄植株。

7.根据权利要求6所述的侧枝萌发少的番茄株型改良方法，其特征在于，所述番茄put3基因靶点的序列为：

8.根据权利要求6所述的侧枝萌发少的番茄株型改良方法，其特征在于，所述宿主细胞为农杆菌gv3101。

9.根据权利要求6所述的侧枝萌发少的番茄株型改良方法，其特征在于，所述农杆菌介导按照以下步骤：将含有农杆菌菌液的crispr载体浸染普通野生型番茄子叶，通过组织培养重新获得幼苗，筛选获得put3基因缺失的突变体植株。

技术总结
本发明涉及农业生物技术领域，特别是涉及PUT3基因在抑制番茄侧枝萌发中的应用，所述PUT3基因的核苷酸和氨基酸序列分别如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示；所述的番茄PUT3基因在调控番茄侧枝萌发中的应用，lPUT3基因在抑制番茄侧枝萌发中的应用，其通过调控SlPUT3基因能有效地调控植株的生长。

技术研发人员：钟珉,覃鸿毅,王国虎,岳玲琦,康云艳,杨暹
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1