CsSS1基因或其编码的蛋白在调控黄瓜果刺发育中的应用

本发明涉及农业生物，特别是涉及csss1基因或其编码的蛋白在调控黄瓜果刺发育中的应用。

背景技术：

1、黄瓜(cucumis sativus l.)是葫芦科(cucurbitaceae)黄瓜属(cucumis)一年蔓生的草本植物。黄瓜具有产量高、效益好等特点，是世界十大重要的蔬菜作物之一，也是我国主栽蔬菜作物之一，占全国蔬菜面积的10％左右。品质育种在黄瓜育种工作中具有非常重要的地位，其中黄瓜刺瘤是影响其外观商品品质的重要指标之一。我国的华北类型黄瓜果实上的果瘤和果刺大且数目多，华南类型黄瓜果瘤和果刺大数目较少，欧洲温室类型黄瓜无果瘤，且果刺小而且少，被称为“水果”黄瓜，其市场价格为普通黄瓜的2-3倍。外观光滑的黄瓜污染少，清洗方便，食用卫生，是无公害蔬菜的理想品种。

2、黄瓜表皮毛是高度特化的结构，起源于表皮细胞，形态多样，毛状体可分为八种形态不同的类型(i-viii)。黄瓜果刺是黄瓜表皮的一种多细胞非腺体毛，属于ii型毛状体，由半圆形多细胞基部和生长在其上面的茎毛组成，在保护黄瓜果实免受高温、低温和蚜虫等食草昆虫胁迫方面发挥着重要作用。果刺是商品质量性状，对黄瓜的商业价值很重要。例如，中国种植的大多数新鲜市场黄瓜的果实都有浓密、大而白色的刺，深受消费者的喜爱。北美加工黄瓜(泡菜)通常在每种果实上都有一些大刺，而欧洲温室型或水果黄瓜果实表面果刺很少或没有可见的果刺，很容易清洗、包装并且农药残留量相对较少。因此，了解黄瓜果刺的器官发生、发育和遗传学具有重要的理论和应用价值。

3、模式植物拟南芥中的毛状体是单细胞、分枝和非腺体的，覆盖叶片等大多数器官中。在拟南芥中，由bhlh转录因子gl3/egl3以及r2r3myb转录因子gl1和wd重复转录因子ttg1组成的三聚体复合物，可以通过促进hd-zip iv蛋白gl2和egl2的表达来激活表皮毛起始，在黄瓜中与拟南芥同源基因gl3和gl1对黄瓜果刺形成至关重要。在黄瓜中，已经报道的无毛突变体csgl3、完全无毛突变体tril和少刺突变体fs1是等位基因，由同一基因csa6m514870的突变引起。无毛突变体csgl1、小果刺突变体tbh和微毛突变体mict也是等位基因，由基因csa3g748220不同位置突变引起的。

4、目前报道的调控黄瓜果刺大小的相关基因较少，仅有基因cssbs1、csmyb6等，比如公开号为cn106609267a的专利申请公开了黄瓜csttg1基因在调控植物表皮毛、果刺及刺瘤发育中的应用。其通过构建黄瓜csttg1基因的过表达载体和干扰载体，并将其转入黄瓜中，证明csttg1基因的过量表达可引起黄瓜果实上果刺的大量增加，果刺细胞数目的变化，单个果刺的性状也会发生变化，且可使黄瓜中果瘤相关基因cstu的表达量显著提高。而干扰csttg1基因的表达可引起黄瓜果实上果刺数目的减少。基因csss1在黄瓜果刺性状中的作用，暂时未见报道。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了csss1基因或其编码的蛋白在调控黄瓜果刺大小及形态中的应用，改善黄瓜果实商品质量性状。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了csss1基因或其编码的蛋白在调控黄瓜果刺发育中的应用。

4、所述调控黄瓜果刺发育体现在减小果刺基座体积。

5、所述csss1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，csss1基因编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

6、本发明还提供了一种培育转基因黄瓜的方法，将黄瓜中csss1基因沉默或敲除。

7、所述csss1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

8、本发明提供的方法，具体包括以下步骤：

9、(1)构建基因沉默或敲除载体，所述基因沉默或敲除载体为带有用于对碱基序列如seq id no.1所示的csss1基因进行沉默或敲除的序列的植物表达载体；

10、(2)将步骤(1)基因沉默或敲除载体导入黄瓜的细胞中将碱基序列如seq id no.1所示的csss1基因沉默或敲除，培养后转基因黄瓜植株。

11、上述方法中，所述植物表达载体为pu6grnacas9。

12、上述方法中，基因敲除针对的靶点为双靶点，序列为：

13、(1)ccaatgttaagaaagggccatgg；

14、(2)tgtagtctctatgttagtattgg。

15、本发明通过筛选发现了黄瓜csss1基因与黄瓜果刺大小及形态相关，黄瓜突变体果实果刺大小较野生型‘649’显著减小，并且出现一种类似于黄瓜果刺的毛状体(type-iilike)。该基因能够应用于筛选小果刺黄瓜果实，改良黄瓜果实商品质量性状。

技术特征：

1.csss1基因或其编码的蛋白在调控黄瓜果刺发育中的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控黄瓜果刺发育体现在减小果刺基座体积。

3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述csss1基因的核苷酸序列如seq idno.1所示，csss1基因编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

4.一种培育转基因黄瓜的方法，其特征在于，将黄瓜中csss1基因沉默或敲除。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述csss1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述植物表达载体为pu6grnacas9。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，基因敲除针对的靶点为双靶点，序列为：

技术总结
本发明公开了CsSS1基因或其编码的蛋白在调控黄瓜果刺发育中的应用，涉及农业生物技术领域。本发明通过筛选发现了黄瓜CsSS1基因与黄瓜果刺大小及形态相关，黄瓜突变体果实果刺大小较野生型‘649’显著减小，并且出现一种类似于黄瓜果刺的毛状体(Type‑II Like)。该基因能够应用于筛选小果刺黄瓜果实，改良黄瓜果实商品质量性状。

技术研发人员：武涛,王春华,姚宏鑫,曹嘉健,杜亚琳
受保护的技术使用者：湖南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12