芥蓝BoabHLH137基因在调控植物生长发育和类胡萝卜素含量中的应用

本发明涉及基因编辑和育种领域，特别是涉及芥蓝boabhlh137基因在调控植物生长发育和类胡萝卜素含量中的应用。

背景技术：

1、十字花科植物(brassicaceae burnett)是一个包含多种一年生、二年生或多年生植物的大科。这个植物科包括约338个属和近4000种植物。十字花科植物广泛分布在全球各地，尤其是在温带地区。十字花科植物的显著特征包括它们的花朵，通常具有四片花瓣和四片萼片，排列成十字形，这也是其科名的由来。这一类的植物不仅生物多样性丰富，还具有重要的经济价值。许多十字花科植物，如甘蓝、芥菜、油菜和萝卜等，都是重要的叶用蔬菜或以种子为收获器官的作物。此外，十字花科中还有许多观赏性植物。

2、类胡萝卜素是广泛分布的脂溶性色素，是植物重要的呈色因子。它们在黄橙色果实中含量较为丰富，但事实上，绿叶蔬菜中同样具有较高的类胡萝卜素含量，只是被叶绿素呈现的绿色掩盖，导致其高类胡萝卜素含量的特点往往被忽视。类胡萝卜素在保护视力、抗氧化、抗衰老、抗癌和防御心脑血管等疾病中发挥重要作用。由于人类无法直接合成类胡萝卜素，这使得蔬菜成为膳食类胡萝卜素的主要来源。同时，类胡萝卜素在化妆品与医药行业也有广泛的应用。

3、但目前没有找到一种能够调控种子和花大小以及类胡萝卜素含量的方法，本发明拟通过改变boabhlh137基因的表达调控植物种子和花的大小以及类胡萝卜素的含量，对提高十字花科植物提高花器官的观赏性及提高种子的产量或培育高类胡萝卜素含量具有重要参考意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供芥蓝boabhlh137基因在调控植物生长发育和类胡萝卜素含量中的应用，以解决上述现有技术存在的问题。本发明通过改变boabhlh137基因的表达调控植物种子和花的大小以及类胡萝卜素的含量，对提高十字花科植物提高花器官的观赏性及提高种子的产量或培育高类胡萝卜素含量具有重要参考意义。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供了boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在调控植物体内类胡萝卜素含量中的应用，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

4、优选的，所述植物包括十字花科植物。

5、进一步优选的，所述十字花科植物包括芥菜、白菜和芥蓝，但不限于芥菜、白菜和芥蓝。

6、进一步优选的，所述生物材料包括重组载体或重组菌。

7、本发明提供了一种提高植物体内类胡萝卜素含量的方法，在植物中过表达boabhlh137基因，提高所述植物体内类胡萝卜素的含量；所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

8、优选的，所述植物包括十字花科植物。

9、进一步优选的，所述十字花科植物包括芥菜、白菜和芥蓝，但不限于芥菜、白菜和芥蓝。

10、进一步优选的，所述生物材料包括重组载体或重组菌。

11、本发明提供了boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在培育高类胡萝卜素含量的转基因植物和/或改良转基因植物中的应用，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

12、优选的，所述植物包括十字花科植物。

13、进一步优选的，所述十字花科植物包括芥菜、白菜和芥蓝，但不限于芥菜、白菜和芥蓝。

14、进一步优选的，所述生物材料包括重组载体或重组菌。

15、本发明提供了boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在调控植物花器官和种子大小中的应用，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

16、优选的，所述植物包括十字花科植物。

17、进一步优选的，所述十字花科植物包括芥菜、白菜和芥蓝，但不限于芥菜、白菜和芥蓝。

18、进一步优选的，所述生物材料包括重组载体或重组菌。

19、本发明提供了一种促进花器官和种子增大的方法，抑制植物中boabhlh137基因的表达，提高所述植物体花器官和种子的大小；所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq idno.1所示。

20、进一步优选的，所述植物包括十字花科植物。

21、进一步优选的，所述十字花科植物包括芥菜、白菜和芥蓝，但不限于芥菜、白菜和芥蓝。

22、进一步优选的，所述生物材料包括重组载体或重组菌。

23、本发明提供了boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在培育花器官和种子增大的转基因植物和/或改良转基因植物中的应用，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

24、进一步优选的，所述植物包括十字花科植物。

25、进一步优选的，所述十字花科植物包括芥菜、白菜和芥蓝，但不限于芥菜、白菜和芥蓝。

26、进一步优选的，所述生物材料包括重组载体或重组菌。

27、本发明公开了以下技术效果：

28、本发明提供了boabhlh137基因在控植物花器官与种子大小和体内类胡萝卜素含量中的应用，其中boabhlh137基因是利用pcr扩增技术从野生型芥蓝‘四季粗条’中克隆获得的，改变boabhlh137基因的表达能够增大芥蓝花器官和种子大小或提高芥蓝中类胡萝卜素含量。本发明具体实施例中利用基因工程得到的boabhlh137过表达植株的花器官和种子大小明显增加，且相较于敲除该基因的组织和植株中的类胡萝卜素含量提高。由此可见，改变boabhlh137基因的表达能够有效增大芥蓝花器官和种子大小，提高芥蓝植株体内中类胡萝卜素含量，该基因在培育和改良高品质芥蓝品种方面具有应用前景；同时对提高十字花科植物提高花器官的观赏性及提高种子的产量或培育高类胡萝卜素含量具有重要参考意义。

技术特征：

1.boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在调控植物体内类胡萝卜素含量中的应用，其特征在于，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物包括十字花科植物。

3.一种提高植物体内类胡萝卜素含量的方法，其特征在于，包括：在植物中过表达boabhlh137基因，提高所述植物体内类胡萝卜素的含量；所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述植物包括十字花科植物。

5.boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在培育高类胡萝卜素含量的转基因植物和/或改良转基因植物中的应用，其特征在于，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述植物包括十字花科植物。

7.boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在调控植物花器官和种子大小中的应用，其特征在于，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seqid no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述植物包括十字花科植物。

9.一种促进花器官和种子增大的方法，其特征在于，抑制植物中boabhlh137基因的表达，提高所述植物体花器官和种子的大小；所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seqidno.1所示。

10.boabhlh137基因、含boabhlh137基因的生物材料或boabhlh137基因编码的蛋白在培育花器官和种子增大的转基因植物和/或改良转基因植物中的应用，其特征在于，所述boabhlh137基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述boabhlh137基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

技术总结
本发明涉及基因编辑和育种领域，特别是涉及芥蓝BoabHLH137基因在调控植物生长发育和类胡萝卜素含量中的应用。本发明通过改变BoabHLH137基因的表达能够增大芥蓝花器官和种子大小或提高芥蓝中类胡萝卜素含量。本发明具体实施例中利用基因工程得到的BoabHLH137过表达植株的花器官和种子大小明显增加，敲除该基因的组织与植株中的类胡萝卜素含量提高。由此可见，改变BoabHLH137基因的表达量能够有效增大芥蓝花器官和种子大小，提高芥蓝植株体内中类胡萝卜素含量。由此可见，该基因在培育和改良高品质芥蓝品种方面具有应用前景。

技术研发人员：孙勃,王依霖,张晨璐,孙东阳,韩舒羽,周澳莲,黄文莉,梁倩男,罗莎,狄红梅,余雪娜,唐懿,黄志,张芬,李焕秀
受保护的技术使用者：四川农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2