梨PbrCPK28基因及其应用

本发明属于植物基因工程领域，涉及梨pbrcpk28基因及其应用，具体涉及从‘砀山酥梨’中分离、克隆得到一个调控梨果实糖含量的pbrcpk28基因。本发明构建的cpk-tst-vha-a1调控路径揭示了梨果实糖分积累的分子机制及遗传基础。

背景技术：

1、梨是蔷薇科(rosaceae)桃亚科(amygdaloideae)梨属(pyrus l.)的多年生木本植物，是我国第三大果树树种，栽培历史悠久，种植面积广泛。目前梨分为两大类，一类是东方梨，主要包括白梨(p.bretschneideri)、砂梨(p.pyrifolia)、秋子梨(p.ussuriensis)、新疆梨(p.sinkiangensis)；另一类是西方梨，主要是西洋梨(p.communis)。我国作为梨出口大国，近年来梨的栽培面积与产量居世界第一。但是，我国的一些传统的主栽品种梨果品质相对较差，表现出风味淡、肉质粗等问题。而糖含量的高低是影响果实品质的重要因素，在比较蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇的成分含量时发现，果糖是栽培品种和野生品种糖含量差异大的主要原因。所以增加梨果实果糖的含量，对改善梨的品质至关重要。因此，明确果糖含量差异，解析其调控机制，对改善梨果实品质具有重要意义。

2、对‘新高’和‘红香酥’杂交f1代进行遗传分析，利用区间作图和qtl分析鉴定梨果实可溶性固形物性状的潜在qtl，以及对不同栽培种和野生种的转录组数据进行分析，结合果实成熟期糖含量测定的表型数据，发现了一个基因pbrcpk28。通过在梨果实中瞬时过量表达技术，证实了pbrcpk28可以改变果实果糖含量。对7个不同梨品种的转录组进行关联分析，发现了一个已知基因功能的糖转运蛋白pbrtst4以及v型atp酶pbrvha-a1与pbrcpk28互作，pbrcpk28磷酸化二者，pbvha-a1为pbtst4提供转运动力，从而促进糖外排到液泡中贮藏，最终提高果实中糖的含量。该调控路径的发现补充完善了梨果实果糖含量调控机制，为改良梨果实品质提供了理论基础。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一个增加梨果实果糖积累的pbrcpk28基因。

2、本发明的目的是提供一个调控梨果实果糖积累的调控路径。

3、本发明的另一目的是提供该基因以及调控路径的应用。

4、本发明的目的可通过以下技术方案实现：

5、一种分离自‘砀山酥梨’具有影响果实果糖含量积累的pbrcpk28基因，其核苷酸序列为seq id no.1所示，包含1659bp的开放阅读框；编码552个氨基酸，其编码的氨基酸序列为序列表seq id no.2所示。

6、含有本发明所述pbrcpk28基因的重组表达载体。所述的重组表达载体，以pearlygate104为终载体，利用gateway系统进行载体的构建。

7、含有本发明所述pbrcpk28基因的宿主菌。

8、克隆本发明所述pbrcpk28基因cdna序列的引物对，上游引物pbrcpk28-f1序列如seq id no.3所示，下游引物pbrcpk28-r1序列如seq id no.4所示。

9、本发明所述pbrcpk28基因在促进梨果实果糖含量积累的应用。

10、本发明所述的重组表达载体在促进梨果实糖含量积累的应用。

11、本发明所述的pbrcpk28基因及互作基因pbrtst4、pbrvha-a1构建的调控路径在促进果实糖含量积累的应用；其中所述的互作基因pbrtst4基因核苷酸序列如seq id no.5所示，氨基酸序列如seq id no.6所示；pbrvha-a1基因核苷酸序列如seq id no.7所示，氨基酸序列如seq id no.8所示。

12、有益效果

13、与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：

14、1.pbrcpk28基因的发现，为梨果树分子育种提供新的基因资源，该遗传资源的开发利用有利于改善梨果实品质，满足消费者对梨果品质提升的需求。

15、2.通过农杆菌介导的转化方法，将pbrcpk28基因在梨果实进行功能验证，结果表明本发明克隆的pbrcpk28基因具有调控果实糖积累的功能，为分子育种提供更高效地途径。

16、3.本发明构建的cpk-tst-vha-a1调控路径揭示了梨果实糖分积累的分子基础。糖分积累的调控机制不仅为梨果实品质的提升提供了遗传资源，也为提高其他果树的果实糖分含量提供有效参考。

技术特征：

1.一种分离自‘砀山酥梨’具有调控梨果实糖含量的pbrcpk28基因，其cds序列如seqid no.1所示，编码的蛋白序列如seq id no.2所示。

2.含有权利要求1所述基因的重组表达载体，其特征在于以pearlygate104为过表达载体。

3.含有权利要求1所述基因的宿主菌。

4.克隆权利要求1所述基因序列的引物对，其特征在于上游引物pbrcpk28-f1序列如seq id no.3所示，下游引物pbrcpk28-r1序列如seq id no.4所示。

5.权利要求1所述的基因在影响梨果实糖含量积累中的应用。

6.权利要求2所述的重组表达载体在影响梨果实糖含量积累中的应用。

7.权利要求1所述的基因在梨果实糖含量调控路径的应用。

8.权利要求1所述的pbrcpk28基因及互作基因pbrtst4、pbrvha-a1构建的调控路径在促进果实糖含量积累的应用；其中所述的互作基因pbrtst4基因核苷酸序列如seq id no.5所示；pbrvha-a1基因核苷酸序列如seq id no.7所示。

技术总结
本发明公开了梨PbrCPK28基因及其应用。一种分离自‘砀山酥梨’具有调控梨果实糖积累的PbrCPK28基因，其核苷酸序列为SEQ ID No.1所示，其编码的氨基酸序列为序列表SEQ ID No.2所示。通过在梨果实中瞬时过量表达，证实了PbrCPK28可以改变果实糖含量的高低。对PbrCPK28、PbrTST4和PbrVHA‑A1基因的深入研究，以及CPK‑TST‑VHA‑A1调控路径的构建，揭示了梨果实糖分积累的分子基础。PbrCPK28基因及其糖分调控机制解析，不仅为梨果实糖品质的改良提供了遗传资源，也为提高其他果树的果实糖分含量提供有价值的参考。

技术研发人员：吴俊,朱荣香,李甲明,曹贝贝,张明月,汪润泽,赵渴娇
受保护的技术使用者：南京农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12