一种木薯MeANR-VIGS系统及其应用

本发明属于生物，具体涉及一种木薯meanr-vigs系统及其应用。

背景技术：

1、木薯(manihot esculenta crantz，cassava)是世界三大薯类、六大粮食作物之一，全球约10亿人口的主要粮食。由于木薯块根收获时受到创伤胁迫，在24-72h便在其周围部位出现褐变或者青褐变，是木薯块根特有的一种生理现象，称为采后腐烂(ppd)，严重影响木薯食用、加工及产品性能，给农民和淀粉及燃料乙醇加工企业造成严重的经济损失，阻碍木薯产业的进一步发展。据统计，每年亚洲、拉丁美洲和加勒比海地区及非洲因木薯ppd所造成的经济损失分别为8％、10％和29％，直接经济损失超过2亿美元以上。木薯ppd已成为制约产业发展的重大瓶颈。

2、至今尚未有一种行之有效的方法可用于抑制木薯ppd发生。目前普遍采用隔绝外界空气(如蜡封或套袋隔绝氧气)、地下储存、装在有杀菌剂的袋子和冷藏保存(2-4℃)等方法保存木薯块根，但这会导致木薯原材料成本的增加，不适于规模化加工企业，不利于鲜薯消费。因此，解析木薯块根ppd产生的分子机制，选育块根耐ppd的木薯品种，调节和延缓ppd的发生，是木薯块根综合利用的研究热点，也是全球木薯育种家面临的挑战。木薯叶片中含有丰富的抗氧化物质，其中花青素(以矢车菊素计)高达124.0mg/hg。花青素(anthocyanidin)又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，它广泛存在于植物的花、果实、茎、叶、根等器官，花青素使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。花青素合成受多个基因及转录因子的调控，但目前在木薯上的研究报道十分少见。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种木薯meanr-vigs系统及其应用。

2、本发明的第一个方面是提供核苷酸序列如seq id no：2所示的木薯meanr基因的沉默片段。

3、本发明的第二个方面是提供含有核苷酸序列如seq id no：2所示的沉默片段的重组载体。

4、构建重组载体的原始载体可以采用基因重组领域中常用的载体，例如病毒、质粒等。本发明对此不进行限定。在本发明的一个具体实施方式中，所述原始载体采用pcscmv-nc，但应当理解的是，本发明还可以采用其他质粒、或者病毒等。

5、优选地，所述重组载体为含有核苷酸序列如seq id no：2所示的沉默片段的pcscmv-nc重组质粒。

6、本发明的第三个方面是提供一种木薯meanr-vigs系统，其特征在于，其含有本发明第二个方面所述的重组载体。

7、本发明的第四个方面是提供含有本发明第二个方面所述重组载体的宿主菌。

8、本发明的第五个方面是提供本发明第一个方面所述的沉默片段、或者第二个方面所述的重组载体、或者第三个方面所述的木薯meanr-vigs系统、或者第四个方面所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在沉默meanr基因中的应用。

9、本发明的第六个方面是提供本发明第一个方面所述的沉默片段、或者第二个方面所述的重组载体、或者第三个方面所述的木薯meanr-vigs系统、或者第四个方面所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高木薯叶片花青素含量中的应用。

10、本发明的第七个方面是提供本发明第一个方面所述的沉默片段、或者第二个方面所述的重组载体、或者第三个方面所述的木薯meanr-vigs系统、或者第四个方面所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高植物耐腐性中的应用。

11、本发明的第八个方面是提供本发明第一个方面所述的沉默片段、或者第二个方面所述的重组载体、或者第三个方面所述的木薯meanr-vigs系统、或者第四个方面所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高木薯块根耐腐性中的应用。

12、本发明的第九个方面是提供本发明第一个方面所述的沉默片段、或者第二个方面所述的重组载体、或者第三个方面所述的木薯meanr-vigs系统、或者第四个方面所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在调控植物表型中的应用。

13、优选地，所述植物为木薯。

14、将本发明的沉默片段转染木薯后，植株地上部分生物量显著上升，而地下块根中须根数量增多，株高差异不显著。

15、本发明的第十个方面是提供本发明第一个方面所述的沉默片段、或者第二个方面所述的重组载体、或者第三个方面所述的木薯meanr-vigs系统、或者第四个方面所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高植株地上部分生物量、和/或增加地下块根中须根数量中的应用。所述植物优选为木薯。

16、本发明的有益效果如下所示：

17、本发明采用木薯meanr基因的特异性沉默片段构建沉默体系，能够有效沉默目标基因meanr，而且还能够有效提高植物花青素含量，同时可显著提高植物耐腐性、改善植物表型等，例如将本发明的沉默片段转染木薯后，meanr基因的表达被抑制，木薯叶片中花青素含量显著上升，同时采后木薯块根的腐烂速度明显降低，提高了木薯块根的耐采后腐烂能力，而地上部分生物量显著上升，而地下块根中须根数量增多。本发明为提高其他植物花青素含量、抗腐烂能力、改善表型等提供了研究思路和技术依据，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.核苷酸序列如seq id no：2所示的木薯meanr基因的沉默片段。

2.含有核苷酸序列如seq id no：2所示的沉默片段的重组载体。

3.根据权利要求2所述的重组载体，其特征在于，所述重组载体为含有核苷酸序列如seq id no：2所示的沉默片段的pcscmv-nc重组载体。

4.一种木薯meanr-vigs系统，其特征在于，其含有权利要求2或3所述的重组载体。

5.含有权利要求2或3所述的重组载体的宿主菌。

6.如权利要求1所述的沉默片段、或者权利要求2或3所述的重组载体、或者权利要求4所述的木薯meanr-vigs系统、或者权利要求5所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在沉默meanr基因中的应用。

7.如权利要求1所述的沉默片段、或者权利要求2或3所述的重组载体、或者权利要求4所述的木薯meanr-vigs系统、或者权利要求5所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高木薯叶片花青素含量中的应用。

8.如权利要求1所述的沉默片段、或者权利要求2或3所述的重组载体、或者权利要求4所述的木薯meanr-vigs系统、或者权利要求5所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高植物耐腐性中的应用。

9.如权利要求1所述的沉默片段、或者权利要求2或3所述的重组载体、或者权利要求4所述的木薯meanr-vigs系统、或者权利要求5所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在提高木薯块根耐腐性中的应用。

10.如权利要求1所述的沉默片段、或者权利要求2或3所述的重组载体、或者权利要求4所述的木薯meanr-vigs系统、或者权利要求5所述的宿主菌、或者木薯meanr基因、或者含有木薯meanr基因编码区的重组载体或宿主菌在调控植物表型中的应用；或者

技术总结
本发明提供了核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示的木薯MeANR基因的沉默片段，以及采用所述沉默片段构建的木薯MeANR‑VIGS系统及其应用。本发明采用木薯MeANR基因的特异性沉默片段构建沉默体系，能够有效沉默目标基因MeANR，而且还能够有效提高植物花青素含量，同时可显著提高植物耐腐性、改善植物表型等，例如将本发明的沉默片段转染木薯后，MeANR基因的表达被抑制，木薯叶片中花青素含量显著上升，采后木薯块根腐烂速度明显降低，耐采后腐烂能力提高，地上部分生物量显著上升，而地下块根中须根数量增多。本发明为提高其他植物花青素含量、抗腐烂能力、改善表型等提供了研究思路和技术依据，具有良好的应用前景。

技术研发人员：安飞飞,蔡杰,罗秀芹,薛晶晶,韦卓文,陈松笔,朱文丽
受保护的技术使用者：中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11