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一种影响番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的基因的应用及方法

来源：花匠小妙招时间：2025-10-09 22:42

本发明属于植物生物，涉及一种影响番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的基因的应用及方法。

背景技术：

1、番木瓜原产于南美洲，现广泛种植于世界热带和较温暖的亚热带地区。我国广东、海南、广西、云南、福建等地均有种植番木瓜，是我国及全球热带地区重要的经济水果。其果实外形美观，果肉厚实细腻，汁水丰多、甜美可口，富含氨基酸、维生素和微量元素等，有“百益之果”、“水果之皇”、“万寿瓜”之雅称，是岭南四大名果之一。番木瓜不仅具有重要的食用价值，还可用于罐头、果脯、果干的加工，青果乳汁富含木瓜蛋白酶，被广泛用于化妆品、药品等行业，具有更重要的经济价值。

2、花穗和果柄长度影响番木瓜挂果密度，进而影响果实产量及质量。同时，果柄长度还与人工采摘难易程度相关。嘌呤渗透酶pups是植物中细胞分裂素的重要转运体，它在植物的种子萌发、花粉发育、果实大小等方面扮演着重要角色。目前，番木瓜中嘌呤渗透酶pups基因影响花穗、果柄长度以及挂果率的研究还未有报道。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供是一种影响番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的基因的应用及方法。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种影响番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的基因的应用，所述应用是通过提高 cppup11基因表达量，以提高番木瓜花穗和果柄长度及坐果率；

4、 cppup11基因为番木瓜 purine permease 11基因，基因登录号为loc110812563，基因序列如seq id no：1所示，是一种嘌呤渗透酶，该基因全长1502 bp，含2个外显子，cds编码区长1137 bp，cds编码序列如seq id no：2所示，编码378个氨基酸，氨基酸序列如seq idno：3所示。

5、进一步的，所述应用是利用基因过表达技术或基因编辑技术，提高番木瓜中 cppup11基因表达量。

6、进一步的，所述基因过表达技术是将 cppup11基因过表达载体或包含 cppup11基因过表达载体的重组菌株转化入番木瓜，使番木瓜中 cppup11基因过表达；

7、重组菌株优选农杆菌；

8、具体的，所述基因过表达技术是构建 cppup11基因过表达载体，再将 cppup11基因过表达载体转化入番木瓜，以使番木瓜中 cppup11基因过表达。

9、进一步的， cppup11基因过表达载体是取 cppup11基因的pcr扩增产物与pbi121-gus骨架载体进行连接，获得过表达载体pbi121-gus-cppup11。

10、进一步的， cppup11基因的pcr扩增产物是以番木瓜的cdna为模板，利用引物pup11--f/pup11--r进行pcr扩增获得；

11、其中，pup11--f：5’-cgggatccatggaggcgagtaaat-3’；

12、pup11--r：5’-tcccccgggttaaacatgagcc-3’。

13、进一步的，所述基因过表达技术包括以下步骤：

14、构建 cppup11基因过表达载体；

15、利用 cppup11基因过表达载体，构建包含 cppup11基因过表达载体的重组菌株；

16、利用包含 cppup11基因过表达载体的重组菌株转化番木瓜，以使番木瓜中 cppup11基因过表达。

17、进一步的，所述转化番木瓜是以番木瓜的幼苗茎段为外植体，诱导胚性愈伤，再利用包含 cppup11基因过表达载体的重组菌株进行转化，得 cppup11基因过表达的番木瓜株系。

18、进一步的，所述基因编辑技术包括但不限于crispr-cas 介导的增强子敲入技术、启动子区域编辑技术或5'utr 编辑技术。

19、一种 cppup11基因编辑载体，所述基因编辑载体是根据番木瓜 cppup11基因cds序列设计基因敲除靶点，并连接至载体中，获得基因编辑载体ptrans_220d-cppup11；

20、两个基因敲除靶点序列如seq id no：4和seq id no：5所示。

21、一种包含 cppup11基因编辑载体的重组菌株，该菌株为根癌农杆菌agl1。

22、利用包含 cppup11基因编辑载体的重组菌株转化番木瓜，获得花穗极度缩短的转化体。所述转化体开花后期花自然脱落无法坐果。

23、虽然本发明为了更好的验证 cppup11基因表达量对番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的调控影响，设计的是降低 cppup11基因表达量的基因编辑载体。但在本发明证明了 cppup11基因表达量对番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的调控影响的前提下，本领域技术人员利用常规的基因编辑技术，通过常规技术调整设计一种提高 cppup11基因表达量的基因编辑载体，并将利用该提高 cppup11基因表达量的基因编辑载体，转化番木瓜，以获得 cppup11基因表达量高的番木瓜株系，进而提高该番木瓜花穗和果柄长度及坐果率。

24、同时，在本发明证明了 cppup11基因表达量对番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的调控影响的前提下，本领域技术人员还可以通过其它基因编辑技术，例如对启动子区域编辑、5'utr 编辑等技术，处理番木瓜，以获得 cppup11基因表达量高的番木瓜株系，进而提高该番木瓜花穗和果柄长度及坐果率。

25、一种番木瓜育种方法，所述番木瓜育种方法是通过提高番木瓜中 cppup11基因表达量，以获得影响番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的番木瓜株系；

26、 cppup11基因的基因序列如seq id no：1所示；

27、具体的，提高番木瓜中 cppup11基因表达量方法可以是利用基因过表达技术提高番木瓜中 cppup11基因表达量，也可以是利用基因编辑技术提高番木瓜中 cppup11基因表达量。

28、一种调控番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的方法，所述方法是种植 cppup11基因表达量高的番木瓜株系，以提高番木瓜花穗和果柄长度及坐果率；

29、 cppup11基因的基因序列如seq id no：1所示；

30、具体的， cppup11基因表达量高的番木瓜株系可以是利用基因过表达技术获得的 cppup11基因表达量高的番木瓜株系，也可以是利用基因编辑技术获得的 cppup11基因表达量高的番木瓜株系。

31、本发明的一种影响番木瓜花穗和果柄长度及坐果率的基因的应用及方法的有益效果为：

32、本发明同时构建了番木瓜 cppup11基因过表达载体和 cppup11基因编辑载体，经遗传转化后获得了番木瓜 cppup11基因过表达株系和基因编辑株系，其过表达株系的番木瓜花穗和果柄显著变长，坐果率提高；而基因编辑株系的番木瓜几乎无花穗，花自然脱落导致不坐果；表明 cppup11基因能正调控番木瓜花穗和果柄发育，以及坐果率，对番木瓜产量和人工采摘都有重要影响，具有重要应用价值；

33、本发明的 cppup11基因影响番木瓜花穗和果柄发育，以及坐果效率，为选育优良番木瓜新品种提供了研究基础。