本發(fā)明屬于植物分子生物學(xué)與植物遺傳工程領(lǐng)域，具體涉及一種正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、白菜類作物屬于十字花科蕓薹屬，其遺傳資源豐富，包括多種重要的蔬菜和油料作物，是我國(guó)分布區(qū)域最廣、栽培種植面積最大且具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物。

2、葉片是植物最重要的器官之一，具有光合作用、蒸騰作用、營(yíng)養(yǎng)供給和水分運(yùn)輸?shù)裙δ?，影響作物的生理特性甚至產(chǎn)量。葉片形態(tài)變化影響植株葉面溫度、水分利用效率和光合作用強(qiáng)度，是植物對(duì)環(huán)境的一種適應(yīng)性表現(xiàn)，是長(zhǎng)期自然選擇所形成的。裂葉性狀有助于密植從而有效利用光能，適當(dāng)?shù)拿苤彩翘岣咦魑锂a(chǎn)量的重要措施。此外，一些研究還表明，葉片形狀與植物抗逆性有關(guān)，如抗旱性、抗寒性和耐鹽性。因此對(duì)葉緣裂刻相關(guān)基因的挖掘和功能驗(yàn)證，不僅對(duì)白菜類作物葉緣裂刻形成的分子機(jī)制研究具有重要意義，也將為其它相關(guān)作物葉緣性狀的遺傳改良提供參考。

3、在蕓薹屬植物中，葉緣裂刻性狀的遺傳分析和基因定位一直是研究的重點(diǎn)。rco作為hd-zip轉(zhuǎn)錄因子擬南芥同源分生組織identity1(lmi1)的串聯(lián)重復(fù)基因，與擬南芥at5g03790同源，已被證明在模式作物碎米薺和甘藍(lán)型油菜中可以調(diào)控植物復(fù)葉的形成，在arabidopsis?thaliana中表達(dá)rco增加了葉子的復(fù)雜性，對(duì)rco上游序列的分析表明，rco中的一個(gè)特定的增強(qiáng)子元件通過(guò)改變基因的遠(yuǎn)端表達(dá)從而改變了葉子形狀。

4、與傳統(tǒng)育種方式相比，crispr/cas9編輯技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于其精確性。傳統(tǒng)育種往往通過(guò)雜交、選擇和突變來(lái)改變物種特征，但這些方法往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且會(huì)導(dǎo)致一些意外的變異。而基因編輯通過(guò)精準(zhǔn)的基因修飾，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因的刪除、替換或轉(zhuǎn)錄調(diào)控等操作，從而達(dá)到精確質(zhì)的改良。同時(shí)，基因編輯技術(shù)還大大節(jié)約時(shí)間和降低成本，通過(guò)選擇合適的基因編輯工具，可以將目標(biāo)基因的編輯時(shí)間從幾年縮短到幾個(gè)月或幾周。通過(guò)基因編輯技術(shù)，減少了繁瑣的篩選步驟，降低了育種成本，為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的快速發(fā)展提供了可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因brrco的核苷酸序列及其編碼的氨基酸序列，構(gòu)建brrco基因的crispr/cas9敲除載體，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法侵染野生型白菜子葉柄，對(duì)白菜中該基因進(jìn)行敲除，從而對(duì)白菜brrco基因進(jìn)行功能驗(yàn)證，證明該基因?qū)Π撞巳~緣裂刻形成起到正向調(diào)控作用；本發(fā)明對(duì)正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因brrco的應(yīng)用，可以豐富白菜類作物葉緣裂刻遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為分子育種及提高此類作物品種適應(yīng)性提供技術(shù)支持。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明第一方面，提供了一種正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因brrco，所述基因brrco的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

4、本發(fā)明第二方面，提供一種上述的正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因brrco編碼的蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

5、本發(fā)明第三方面，提供了包含所述基因brrco的重組質(zhì)粒。

6、本發(fā)明第四方面，提供了包含所述基因brrco的重組表達(dá)載體；或所述重組表達(dá)載體的工程菌或宿主細(xì)胞。

7、本發(fā)明第五方面，提供了上述基因brrco在正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的應(yīng)用；或者選育葉緣裂刻白菜的應(yīng)用；或者鑒定葉緣裂刻白菜的應(yīng)用。

8、本發(fā)明第六方面，提供了上述蛋白在正向調(diào)控白菜葉緣裂刻形成中的應(yīng)用；或者選育葉緣裂刻白菜的應(yīng)用；或者鑒定葉緣裂刻白菜的應(yīng)用。

9、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的方法，包括以下(1)或(2)中任一：

10、(1)使白菜包含前述基因；

11、(2)使白菜表達(dá)前述蛋白。

12、本發(fā)明構(gòu)建正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因brrco的crispr/cas9編輯載體，命名為crispr-brrco，將構(gòu)建的基因brrco的crispr/cas9敲除載體，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法侵染野生型白菜子葉柄，對(duì)白菜中該基因進(jìn)行敲除，從而對(duì)白菜brrco基因進(jìn)行功能驗(yàn)證，證明該基因?qū)Π撞巳~緣裂刻形成起到正向調(diào)控作用。

13、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，選育葉緣裂刻白菜的方法，包括以下(1)或(2)中任一：

14、(1)過(guò)表達(dá)白菜中包含前述基因；

15、(2)過(guò)表達(dá)白菜中包含的表達(dá)前述蛋白的基因。

16、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，鑒定葉緣裂刻白菜的方法，包括以下(1)或(2)中任一：

17、(1)檢測(cè)白菜中是否包含前述基因，如果包含前述基因，則鑒定為葉緣裂刻白菜；

18、(2)檢測(cè)白菜中是否包含表達(dá)前述蛋白的基因，如果包含表達(dá)前述蛋白的基因，則鑒定為葉緣裂刻白菜。

19、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述白菜為白菜型油菜。

20、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明首次提出了brrco基因及其編碼的蛋白具有正向調(diào)控白菜葉緣裂刻形成的功能，為深入了解白菜類作物葉緣裂刻形成機(jī)制，白菜類作物的遺傳育種和種質(zhì)資源改良奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明通過(guò)crispr/cas9基因編輯手段對(duì)白菜葉緣裂刻關(guān)鍵基因brrco進(jìn)行轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證，并且brrco敲除陽(yáng)性植株的葉緣裂刻消失，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)brrco基因?qū)Π撞巳~緣裂刻呈現(xiàn)正向調(diào)控，brrco基因在篩選或培育葉緣裂刻白菜中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種正向調(diào)控白菜葉緣裂刻基因brrco，其特征在于，所述正向調(diào)控白菜葉緣裂刻基因brrco的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.一種正向調(diào)控白菜葉緣裂刻基因brrco編碼的蛋白，其特征在于，所述正向調(diào)控白菜葉緣裂刻基因brrco編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

3.一種包含權(quán)利要求1所述的正向調(diào)控白菜葉緣裂刻基因brrco的重組質(zhì)粒。

4.一種包含權(quán)利要求1所述的正向調(diào)控白菜葉緣裂刻基因brrco的重組表達(dá)載體、或所述重組表達(dá)載體的工程菌或宿主細(xì)胞。

5.權(quán)利要求1所述的基因brrco在正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的應(yīng)用；或者選育葉緣裂刻白菜的應(yīng)用；或者鑒定葉緣裂刻白菜的應(yīng)用。

6.權(quán)利要求2所述的蛋白在正向調(diào)控白菜葉緣裂刻形成中的應(yīng)用；或者選育葉緣裂刻白菜的應(yīng)用；或者鑒定葉緣裂刻白菜的應(yīng)用。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的應(yīng)用，其特征在于，正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的方法，包括以下(1)或(2)中任一：

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的應(yīng)用，其特征在于，選育葉緣裂刻白菜的方法，包括以下(1)或(2)中任一：

9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的應(yīng)用，其特征在于，鑒定葉緣裂刻白菜的方法，包括以下(1)或(2)中任一：

10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述白菜為白菜型油菜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種正向調(diào)控白菜葉緣裂刻的基因BrRCO及其應(yīng)用，屬于植物分子生物學(xué)與植物遺傳工程領(lǐng)域。所述基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所編碼的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。通過(guò)基因編輯手段，敲除裂葉白菜的BrRCO基因，突變體植株的葉緣裂刻消失；向圓葉白菜導(dǎo)入BrRCO基因，突變體植株的葉緣裂刻形成。本發(fā)明提供的白菜BrRCO基因在調(diào)控白菜葉緣裂刻上的功能明確，為進(jìn)一步培育、篩選或構(gòu)建裂葉型白菜品種奠定基礎(chǔ)，為分子育種及提高此類作物品種適應(yīng)性提供理論支持。

技術(shù)研發(fā)人員：王玉剛,孫云霞,孫義飛,馬港麗,何宇,姜國(guó)紅,范楚川,胡利民,李超,王利輝,王薇,廖瑞琪,屈高揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2