SlPRMT5基因及其蛋白在调控番茄果实成熟中的应用

：本发明属于生物，更具体地说，本发明涉及slprmt5基因及其蛋白在调控番茄果实成熟方面的应用。

背景技术

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背景技术：

1、果实成熟是园艺作物发育的重要阶段也是果实品质形成的关键时期。这个过程受到外界环境以及内部因素的影响。内部因素主要是包括转录、转录后、翻译、翻译后以及表观遗传水平等调控过程。蛋白精氨酸甲基化是真核生物中广泛存在且保守的蛋白质翻译后修饰方式之一，由蛋白精氨酸甲基转移酶(prmts)催化完成。动物中的研究表明，prmts通过催化多种rna结合蛋白的精氨酸甲基化而参与调控细胞多种重要的生命过程。在高等植物中，prmts介导的生物学过程知之甚少，主要与开花、生物钟、自噬有关。迄今为止，未有蛋白精氨酸甲基化参与果实发育和成熟调控的报道。番茄重要的经济作物，因此研究番茄果实成熟衰老的机理将为研发保鲜技术以延长果实贮运期和降低采后损耗提供技术指导。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的是提供一种番茄slprmt5基因及其蛋白在调控果实成熟过程中的应用。

2、本发明的第一个目的是提供番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5，氨基酸序列如seq idno.2所示；或如seq id no.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，但蛋白活性相同的氨基酸序列。

3、本发明的第二个目的是提供一种编码所述的番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5的slprmt5基因，或所述的slprmt5基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；或为如seqidno.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸，且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。

4、本发明的第三个目的是提供所述的番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5或所述的slprmt5基因在调控番茄果实成熟、果实色素积累、果实乙烯释放或番茄遗传育种中的应用。

5、本发明的第四个目的是提供调控植物番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5活性的物质或调控植物番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5含量的物质在a1)-a5)中的应用。

6、a1)调控番茄果实成熟起始时间；

7、a2)培育果实早熟或晚熟的植物品种；

8、a3)制备延缓或促进果实成熟的产品；

9、a4)增加或减少植物果实色素含量以及乙烯释放速率等果实成熟相关指标的产品。

10、优选，所述的植物为双子叶植物、单子叶植物，或为茄科植物，或为番茄。

11、优选，所述调控植物番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5活性或含量的物质为下述b1)至b9)中的任一种：

12、b1)编码所述番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5的核酸分子；

13、b2)含有b1)所述核酸分子的表达盒；

14、b3)含有b1)所述核酸分子的重组载体或含有b2)所述表达盒的重组载体；

15、b4)含有b1)所述核酸分子的重组微生物、含有b2)所述表达盒的重组微生物或含有b3)所述重组载体的重组微生物；

16、b5)含有b1)所述核酸分子的转基因植物细胞系或含有b2)所述表达盒的转基因植物细胞系；

17、b6)含有b1)所述核酸分子的转基因植物组织或含有b2)所述表达盒的转基因植物组织；

18、b7)含有b1)所述核酸分子的转基因植物器官或含有b2)所述表达盒的转基因植物器官；

19、b8)促进或抑制番茄蛋白精氨酸甲基转移酶slprmt5的编码基因表达的核酸分子；

20、b9)含有b8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。

21、本发明的第五个目的是提供一种提前植物果实成熟起始时间的方法，包括，促进提高受体植物中slprmt5基因表达水平，提高受体植物中slprmt5蛋白的活性，提高受体植物中slprmt5蛋白质的含量，得到果实成熟起始时间提前的目的植物，实现果实成熟起始时间的提前。

22、本发明的第六个目的是提供一种增加植物果实色素含量并促进果实乙烯释放速率的方法，包括，促进提高受体植物中slprmt5基因表达水平，提高受体植物中slprmt5蛋白的活性，提高受体植物中slprmt5蛋白质的含量，得到果实类胡萝卜素与番茄红素含量增加，果实乙烯释放速率加强目的植物，实现果实色素含量与乙烯释放量的增加。

23、优选是将slprmt5基因连接至pbi-gfp载体，获得pbi-slprmt5-gfp重组载体，将所述pbi-slprmt5-gfp重组载体转化入农杆菌中，通过农杆菌介导的番茄外植体转化方法获得过表达slprmt5基因的番茄植株。

24、本发明的第七个目的是提供一种延迟番茄果实成熟的方法，包括：敲除受体植物中slprmt5基因，抑制受体植物中slprmt5基因或蛋白的表达，降低受体植物中slprmt5蛋白活性或蛋白的含量，得到与所述受体植物相比果实成熟延迟的目的植物，实现果实的晚熟。

25、本发明的第八个目的是提供一种减少植物果实色素含量并促进果实乙烯释放速率的方法，包括，敲除受体植物中slprmt5基因，抑制受体植物中slprmt5基因或蛋白的表达，降低受体植物中slprmt5蛋白活性或蛋白的含量，得到果实类胡萝卜素与番茄红素含量减少，果实乙烯释放速率减缓目的植物，实现果实色素含量与乙烯释放量的减少；

26、优选是在slprmt5基因序列的外显子处设计sgrna，连接至pptg-sgrna-cas9-atu6-1载体，构建pptg-slprmt5重组载体，将所述pptg-slprmt5重组载体转化入农杆菌中，通过农杆菌介导的番茄外植体转化方法获得敲除slprmt5基因的番茄植株。

27、更优选，crispr/cas9方法中sgrna的靶序列为agtttactggtgagtagcaa tgg所示。

28、本发明具有如下有益效果：

29、(1)本发明首次从番茄基因组中克隆到番茄slprmt5基因，所述的番茄slprmt5基因具有如seq id no.1所示的核苷酸序列、或编码如seq id no.2所示的氨基酸序列。

30、(2)本发明提供了一种植物转基因过表达载体，将本发明番茄slprmt5基因过表达于其番茄本体中，获得了番茄slprmt5基因过表达株系。

31、(3)本发明提供了一种利用pptg-sgrna-cas9-atu6-1基因编辑载体，获得了在番茄本体内slprmt5基因2bp碱基删除的slprmt5基因功能缺失的突变体slprmt5。

32、(4)本发明还提供了番茄slpprmt5基因在调控果实成熟时间中的应用；slprmt5过表达的番茄果实成熟起始时间提前slpprmt5基因敲除则成熟起始时间延迟。

33、(5)本发明还提供了番茄slpprmt5基因在调控果实色素含量方面的应用，slpprmt5基因过表达的番茄果实色素含量增加，slpprmt5基因敲除果实色素含量较低。

34、(6)本发明还提供了番茄slpprmt5基因在调控果实乙烯释放速率的应用，slpprmt5基因过表达的番茄果实乙烯释放速率增加，slpprmt5基因敲除乙烯释放速率降低。

35、本发明揭示了番茄slprmt5基因及其蛋白在调控番茄果实成熟起始时间、果实色素积累以及果实乙烯释放方面的功能特征，为进一步理解蛋白精氨酸甲基转移酶在番茄成熟方面的作用提供理论基础，为番茄果实新品种培育提供了潜在有价值的基因资源及重要指导意义。