精氨酸合成酶基因DcCARA和支链氨基酸合成酶基因DcDHAD及其应用

本发明属于功能基因，具体涉及精氨酸合成酶基因dccara和支链氨基酸合成酶基因dcdhad及其应用。

背景技术：

1、鲜切花由于脱离母体，无法有效获得营养和水分，并容易受到外界环境胁迫和病原菌的侵害，极大地影响其瓶插期和观赏价值。因此，如何有效延长鲜切花的瓶插寿命已成为制约鲜切花产业发展的关键科学问题。

2、过去延长香石竹切花采后瓶插期的方法主要集中在人工施加保鲜剂，如细胞分裂素、柠檬酸、纳米银、硝酸银、甘氨酸和蔗糖等[1,2,3,4,5]，其他因素如蓝光等对瓶插寿命的影响[6]，及香石竹切花采后衰老过程中乙烯生物合成酶及乙烯信号通路上转录因子的功能研究等[7，8，9，10，11]。除此之外，表观遗传学修饰也参与调控植物生长发育的各个方面[12]，主要包括组蛋白甲基化修饰、组蛋白乙酰化修饰和dna甲基化修饰。先前的研究成果表明，在乙烯诱导的鲜切花衰老的过程中，组蛋白h3k4me3参与调控康乃馨的鲜切花衰老[13]。

3、氨基酸经常被用作保鲜剂[14，15，16，17]，然而氨基酸在花卉果蔬中合成代谢等涉及多种基因的参与，目前还未有关于与花卉果蔬保鲜直接相关的基因的报道。

4、参考文献

5、[1]程桂平,黎婉萍,李芳,黄新敏,何生根(2012)纳米银杀菌剂对香石竹切花衰老的生理效应.北方园艺.

6、[2]万珠珠,谭秀梅,刘敏,吴亮,董草et al.(2020)细胞分裂素处理对香石竹切花保鲜效果的影响.北方园艺.

7、[3]卓玛才仁,李玉兄,魏国良(2018)三种保鲜剂主成分对香石竹切花保鲜效果的影响.青海大学学报(自然科学版).

8、[4]欧阳惠娴,张贤芳,王国莉,陈莹(2018)植物源香石竹鲜切花保鲜剂的筛选研究.浙江农业科学.

9、[5]aalifar m,aliniaeifard s,arab m,et al.blue light improves vaselife of carnation cut flowers through its effect on the antioxidant defensesystem.front plant sci.2020；11:511

10、[6]kenichi shibuya,et al.comparison of mrna levels of three ethylenereceptors in senescing flowers ofcarnation(dianthus caryophyllus l.),journalof experimental botany,volume 53,issue 368,1march 2002,pages 399-406

11、[7]shibuya,k.,et al.,role of the gynoeciumin natural senescence ofcarnation(dianthus caryophyllus l.)flowers.journal of experimental botany,2000.51(353):p.2067-2073.

12、[8]shibuya,k.,et al.,comparison of mrna levels of three ethylenereceptors in senescing flowers ofcarnation(dianthus caryophyllus l.).journalof experimental botany,2002.53(368):p.399-406.

13、[9]wang t,sun z,wang s,feng s,wang r,zhu c,zhong l,cheng y,bao m,zhang f.dcwrky33 promotes petal senescence in carnation(dianthus caryophyllusl.)by activating genes involved in the biosynthesis ofethylene and abscisicacid and accumulation of reactive oxygen species.plant j.2023feb；113(4):698-715.

14、[10]zhu c,huang z,sun z,feng s,wang s,wang t,yuan x,zhong l,cheng y,bao m,zhang f.the mutual regulation between dcebf1/2and dceil3-1 is involvedin ethylene induced petal senescence in carnation(dianthus caryophyllus l.).plant j.2023may；114(3):636-650.

15、[11]ay n,janack b,humbeck k.epigenetic control of plant senescenceand linkedprocesses.j exp bot 201465(14):3875-3887.

16、[12]feng s,jiang x,wang r,tan h,zhong l,cheng y,bao m,qiao h,zhangf.histone h3k4 methyltransferase dcatx1 promotes ethylene induced petalsenescence in carnation.plant physiol.2023may 2；192(1):546-564.

17、[13]邓显容.精氨酸对鹤望兰切花的保鲜效应[j].现代园艺,2012,no.221(17):3-4.doi:10.14051/j.cnki.xdyy.2012.17.035.

18、[14]万茜,曾长立,王倩等.精氨酸对百合鲜切花的保鲜效应[j].江汉大学学报(自然科学版),2007,no.99(03):69-72.

19、[15]陈秋映,杨美艳,高向阳等.ε-聚赖氨酸对赣南脐橙保鲜效果的研究[j].食品工业,2021,42(12):143-147.

20、[16]王桐.异亮氨酸抑制鲜切马铃薯褐变的技术及机制研究[d].山东农业大学,2022.doi:10.27277/d.cnki.gsdnu.2022.000894.

21、[17]刘宣园,郭佳,黄丽,王海苗,何珊(2021)保鲜剂对香石竹切花的动态保鲜效应研究.现代园艺.

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad和康乃馨精氨酸合成酶基因dcdhad及其编码的蛋白酶，通过延缓花卉果蔬衰老速度，从而发挥正调控花卉果蔬保鲜的作用。

2、本发明提供了一种康乃馨支链氨基酸合成酶，氨基酸序列如seq id no:1所示。

3、本发明提供了一种康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad，核苷酸序列如seq idno:2所示。

4、本发明提供了一种康乃馨精氨酸合成酶，氨基酸序列如seq id no:3所示。

5、本发明提供了一种康乃馨精氨酸合成酶基因dccara，核苷酸序列如seq id no:4所示。

6、本发明提供了所述康乃馨支链氨基酸合成酶或所述康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad在花卉果蔬保鲜中的应用。

7、本发明提供了所述康乃馨精氨酸合成酶或所述康乃馨精氨酸合成酶基因dccara在花卉果蔬保鲜中的应用。

8、优选的，所述康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad联合支链氨基酸在花卉果蔬保鲜中的应用。

9、优选的，所述花卉果蔬保鲜为延缓花卉果蔬的衰老速度。

10、本发明提供了一种花卉果蔬保鲜的方法，包括以下步骤：

11、提高花卉果蔬中所述康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad和/或所述康乃馨精氨酸合成酶基因dccara的表达量或联合外源施加支链氨基酸和/或精氨酸进行花卉果蔬栽培。

12、本发明提供了所述康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad、所述康乃馨精氨酸合成酶基因dccara、所述重组表达载体或所述重组菌株在长瓶插期花卉品种的改良或育种中的应用。

13、本发明提供的康乃馨支链氨基酸合成酶基因dcdhad，核苷酸序列如seq id no:2所示。基因dcdhad在调控花卉的花瓣或花盘的衰老中起着重要的作用。实验表明，利用vigs技术瞬时沉默花卉中基因dcdhad的表达，能够使花卉的瓶插期缩短2～3天左右，同时瞬时沉默会提高离子渗漏率，促进花盘衰老。当采用三种支链氨基酸分别回补沉默基因dcdhad的花卉表型，表明支链氨基酸能逆转沉默dcdhad造成的康乃馨花瓣提前衰老的表型。可见基因dcdhad在花卉的衰老中起着重要的作用，通过提高基因dcdhad的表达或者外源施加支链氨基酸能够提高花卉果蔬的保鲜效果，同时也为长瓶插期花卉品种的改良或育种提供了新手段。

14、本发明提供的康乃馨精氨基酸合成酶基因dccara，核苷酸序列如seq id no:4所示。基因dccara在调控花卉的花瓣或花盘的衰老中起着重要的作用。实验表明，利用vigs技术瞬时沉默花卉中基因dccara的表达，能够使花卉的瓶插期缩短2～3天左右，同时瞬时沉默会提高离子渗漏率，促进花盘衰老。当采用精氨酸回补沉默基因dccara的花卉，精氨酸能回补沉默dccara基因造成的康乃馨花瓣提前衰老的表型。可见基因dccara在花卉的衰老中起着重要的作用，通过提高基因dccara的表达或者联合外源施加精氨酸能够提高花卉果蔬的保鲜效果，同时也为长瓶插期花卉品种的改良或育种提供了新手段。