LecRK27基因在提高果实均一性和产量中的应用

本发明涉及基因工程，具体涉及到lecrk27基因在提高果实均一性和产量中的应用。

背景技术：

1、番茄富含抗氧化物质、维生素和多种矿物质，具有丰富的营养价值，是世界上种植最广泛的园艺作物之一，也是广受大众所喜爱的重要蔬菜和水果。番茄果实的均一性影响番茄的产量，而产量则是番茄商品价值的关键因素，但传统的育种方法周期长且效果不确定。近年来，随着基因工程的迅速发展和技术的日臻完善，转基因技术在培育优良作物品种方面展示了巨大的潜力。分子标记辅助育种、转基因育种、基因编辑育种等现代分子育种方法的引入为提高番茄的育种效率提供了有效途径。番茄果实的大小和产量均是数量性状遗传，被多个数量性状位点或者基因调控。在目前的研究中，已经鉴定出一些影响番茄果实大小的基因，但影响番茄果实均一性的基因报道较少。本研究通过基因工程的方法，增加了lecrlk27基因在番茄中的表达，获得了基因过表达型的转基因番茄，同时通过基因编辑的方法获得了lecrlk27基因的突变体番茄，过表达型和突变型番茄的果实的均一性发生了显著变化，果实大小、单株果实的数目均发生了显著改变，进而影响了番茄的产量。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供了lecrk27基因在提高果实均一性和产量中的应用，利用凝集素类受体样蛋白激酶基因lecrlk27协调番茄果实大小进而影响果实产量，lecrlk27基因过表达番茄植株更高、果实一致性更好，果实产量显著提高，有效解决了产量和果实均一性育种中育种周期长且效果不确定的问题。

2、为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提高lecrlk27基因在番茄中的表达量，增强番茄果实大小的均一性，提高番茄的产量。

3、lecrlk27基因作为正调控基因在如下(1)-(6)至少一项中的应用：

4、(1)提高番茄果实大小；

5、(2)提高番茄单果重量；

6、(3)提高番茄单株果实的数目；

7、(4)提高番茄单株果实产量；

8、(5)提高番茄果实大小和重量的均一性；

9、(6)培育高果实均一性和高产番茄品种。

10、上述lecrlk27基因的核苷酸序列包括如seq id no.1所示，以及除seq id no.1以外的编码如seq id no.2所示氨基酸序列的核酸分子。

11、上述lecrlk27基因所调控的番茄凝集素受体样蛋白激酶lecrlk27作为正调控因子在如下(1)-(6)至少一项中的应用：

12、(1)提高番茄果实大小；

13、(2)提高番茄单果重量；

14、(3)提高番茄单株果实的数目；

15、(4)提高番茄单株果实产量；

16、(5)提高番茄果实大小和重量的均一性；

17、(6)培育高果实均一性和高产番茄品种。

18、上述番茄凝集素受体样蛋白激酶lecrlk27的氨基酸序列如seq id no.2所示，以及列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，且表达相同功能蛋白质的氨基酸序列。

19、含有lecrlk27基因的重组表达载体、转基因细胞系或者工程菌在如下(1)-(6)项中的应用：

20、(1)提高番茄果实大小；

21、(2)提高番茄单果重量；

22、(3)提高番茄单株果实的数目；

23、(4)提高番茄单株果实产量；

24、(5)提高番茄果实大小和重量的均一性；

25、(6)培育高果实均一性和高产番茄品种。

26、上述含有lecrlk27基因的重组表达载体的核苷酸序列如seq id no.3所示。

27、一种利用lecrlk27基因同时提高番茄果实大小均一性和产量的方法，使番茄中lecrlk27基因过量表达。

28、进一步，使lecrlk27基因过表达的具体步骤包括：外源转入lecrlk27基因；或者上调番茄基因组中原有的lecrlk27基因的表达。

29、一种利用lecrlk27基因培育高果实大小均一性和高产番茄品种的方法，包括以下步骤：将lecrlk27基因转入番茄野生型植株中，获得lecrlk27基因过量表达且稳定遗传的番茄，即番茄转基因植株。

30、上述番茄转基因植株与番茄野生型植株相比具有如下(1)-(6)至少一项特点：

31、(1)转基因番茄果实的大小显著高于野生型番茄；

32、(2)转基因番茄果实的重量显著高于野生型番茄；

33、(3)转基因番茄果实的单株果实数目显著高于野生型番茄；

34、(4)转基因番茄果实的单株果实产量显著高于野生型番茄；

35、(5)转基因番茄果实大小和重量的均一性显著高于野生型番茄；

36、(6)转基因番茄果实的均一性和产量同时显著高于野生型番茄；

37、进一步，上述将lecrlk27基因转入野生型番茄中的方法为聚乙二醇法、农杆菌浸染法或基因枪法。

38、本发明具有以下有益效果：

39、1、本发明通过在番茄中过表达凝集素类受体蛋白激酶lecrlk27基因，并构建含lecrlk27基因的植物重组表达载体，将该载体转入番茄后所得转基因番茄植株中lecrlk27基因较野生型植株有显著更高的表达。转基因番茄植物相比于野生型番茄果实大小和重量的一致性显著增加，单株果实的数目和单株果实产量显著增加，转基因番茄果实的均一性和产量同时显著增加。

40、2、与传统育种方法相比，本发明采用基因工程技术，高效并可稳定遗传地提高了番茄果实的一致性和产量，为番茄果实均一性和产量的改良做出了积极的探索，具有良好的市场前景和经济价值。

技术特征：

1.lecrlk27基因作为正调控基因在如下(1)-(6)至少一项中的应用：

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述lecrlk27基因的核苷酸序列如seq idno.1所示，以及除seq id no.1以外的编码如seq id no.2所示氨基酸序列的核酸分子。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述lecrlk27基因所调控的番茄凝集素受体样蛋白激酶lecrlk27作为正调控因子在如下(1)-(6)至少一项中的应用：

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述番茄凝集素受体样蛋白激酶lecrlk27的氨基酸序列如seq id no.2所示，以及列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，且表达相同功能蛋白质的氨基酸序列。

5.含有权利要求1所述的lecrlk27基因的重组表达载体、转基因细胞系或者工程菌在如下(1)-(6)项中的应用：

6.如权利要求5所述的含有lecrlk27基因的重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体的核苷酸序列如seq id no.3所示。

7.一种利用权利要求1所述的lecrlk27基因同时提高番茄果实均一性和产量的方法，其特征在于，使lecrlk27基因在番茄中过量表达。

8.如权利要求7所述的利用lecrlk27基因同时提高番茄果实均一性和产量的方法，其特征在于，所述使lecrlk27基因过表达的具体步骤包括：外源转入番茄lecrlk27基因；或者上调番茄基因组中原有的lecrlk27基因的表达。

9.一种利用权利要求1所述的lecrlk27基因培育高果实均一性和高产番茄品种的方法，其特征在于，包括以下步骤：将lecrlk27基因转入番茄野生型植株中，获得lecrlk27基因过量表达且稳定遗传的番茄。

10.如权利要求9所述的利用lecrlk27基因培育高果实均一性和高产番茄品种的方法，其特征在于，所述将lecrlk27基因转入野生型番茄中的方法为聚乙二醇法、农杆菌浸染法或基因枪法。

技术总结
本发明公开了LecRK27基因在提高果实均一性和产量中的应用，涉及基因工程技术领域，具体体现为在提高番茄植株果实大小、重量、产量以及果实均一性中的应用。在番茄中过表达LecRLK27基因的具体步骤如下：首先通过构建含LecRLK27基因的植物重组过表达载体，然后将该载体转入番茄后得到较非转基因植株有显著表达的LecRLK27转基因阳性番茄植株。转基因番茄植株明显比野生型植株更加健壮，果实一致性显著增加，单株果实产量显著增加。本发明高效并可稳定遗传地提高了番茄果实的一致性和产量，为番茄果实均一性改良做出了积极的探索，有效解决了传统育种方法周期长且效果不确定的问题。

技术研发人员：崔桂宾,李正国,朱维
受保护的技术使用者：重庆文理学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8