马铃薯StSnRK1.1基因及其应用
本发明属于植物基因工程和分子育种领域，具体是马铃薯stsnrk1.1基因及其在休眠期调控育种中的应用。
背景技术：
1、马铃薯(solanum tuberosum l.)属于茄科茄属植物，据联合国粮食及农业组织(fao)报告，现阶段马铃薯的产量已超过玉米，排名仅次于水稻和小麦，成为世界第三大粮食作物。马铃薯是一种重要的经济作物，被广泛应用于淀粉制作、动物饲料、食品和制药行业中，其用途不仅具有多样性，还具有营养价值丰富，适应性强，产量高等优点。其含有丰富的矿物质和植物化学物质，对调节居民营养膳食结构有非常重要的。其具有生长耐受性，使马铃薯在中国被广泛种植，中国已成为马铃薯种植面积最大、产量最高的地区。同时，随着马铃薯食品的开发进程与加工技术的逐渐成熟，其马铃薯行业已经发展为一个十分重要的产业，在世界范围内都有广阔的市场前景。
2、在马铃薯中，块茎既是可食用的植物组织也是繁殖下一代的种子，其块茎具有重要的用途，它的发育和休眠关系严重影响着马铃薯生产和消费。伴随着营养物质的积累，马铃薯逐渐长大，当块茎收获后，就进入了一个长时间的休眠期，马铃薯应在休眠状态下储藏，在一段时间内保持最低的生理功能，直到休眠解除或块茎被迫打破休眠，块茎新陈代谢都恢复，块茎才能发芽生长。种植马铃薯时，块茎的发育和休眠程度直接会影响到植物的萌发率、植株生长和作物形成过程，并最终影响产量。马铃薯休眠期太短，在贮藏过程中会使块茎过早萌芽、薯块腐烂，这直接会影响马铃薯的食用口感和品质，为马铃薯的销售和加工带来阻碍，直接影响到农户和企业的收益。同时，休眠期提前解除或萌芽延迟，会使种薯休眠期与播种时间不匹配，导致种薯成活率降低，块茎芽生长受限，最终导致减产。特别是在中国西南地区，马铃薯多季节播种、多种种植方式并存的情况下，调节马铃薯种薯休眠期与贮藏期、萌芽期与播种期的一致性难度更大。控制休眠已经成为制约马铃薯生产发展的瓶颈，迫切的需要通过研究块茎休眠的机制，找出新的休眠调控方法，以解决产业发展的问题。现有技术存在的问题：现有技术还未见stsnrk1.1调控马铃薯休眠的报道。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足，本发明提供了马铃薯snrk1.1基因在改良马铃薯休眠期的应用。为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
2、1.马铃薯snrk1.1基因，该基因转录本序列如序列表seqno.1所示，cds长度为1113bp，编码370个氨基酸，马铃薯数据库中的登录号为soltu.dm.03g029830.3。
3、2.马铃薯snrk1.1基因提前解除块茎休眠并发芽的应用，所述应用采用过表达snrk1.1基因实现，snrk1.1基因转录本序列如序列表seq no.1所示。
4、3.马铃薯snrk1.1基因延长块茎休眠期的应用，所述应用采用干扰snrk1.1基因表达实现，snrk1.1基因转录本序列如序列表seq no.1所示。
5、4.马铃薯snrk1.1基因提高sod、pod和cat酶活性的应用，所述应用采用过表达snrk1.1基因实现，snrk1.1基因转录本序列如序列表seqno.1所示。
6、5.马铃薯snrk1.1基因提前解除块茎休眠并发芽的应用，所述snrk1.1基因的编码蛋白stsnrk1.1与stcat3和stfba1互作，所述应用采用过表达snrk1.1基因实现，snrk1.1基因转录本序列如序列表seqno.1所示。
7、6.马铃薯snrk1.1与stcat3、stfba1互作的应用，snrk1.1基因转录本序列如序列表seqno.1所示，所述应用为解释snrk1.1调控休眠的分子机制提供基础。
8、有益效果：本申请通过同源重组法和双酶切法，构建了过表达载体pcambia1300-stsnrk1.1和干扰表达载体pcpb121-stsnrk1.1，并成功培育了stsnrk1.1的过表达和干扰表达的马铃薯植株。通过对植株表型和块茎发芽的观察发现，转基因植株与非转基因植株，其生长过程中的植株表型无明显的变化。与野生型相比，过表达马铃薯块茎休眠解除和发芽提前，而干扰表达的马铃薯块茎休眠解除和发芽延迟。因此，得出结论，stsnrk1.1基因对马铃薯地休眠解除起到了正调控作用，从而促进马铃薯块茎休眠地解除和发芽。本申请提出stsnrk1.1调控马铃薯块茎休眠解除的通路模型，stsnrk1.1通过调控stsnrk2.2、stabi5、stpp2ca1、stpp2ca3的表达，进而调控aba信号通路，同时stsnrk1.1与stfba1相互作用，改变马铃薯中的蔗糖含量，从而影响马铃薯块茎休眠的时间。
技术特征：
1.过表达马铃薯snrk1.1基因提前解除块茎休眠并发芽的应用，其特征在于所述snrk1.1基因转录本序列如序列表seq no.1所示。
2.根据权利要求1所述马铃薯snrk1.1基因提前解除块茎休眠并发芽的应用，其特征在于snrk1.1基因的编码蛋白与stcat3和stfba1互作实现提前解除块茎休眠并发芽。
3.根据权利要求1所述马铃薯snrk1.1基因提前解除块茎休眠并发芽的应用，其特征在于snrk1.1基因提高sod、pod和cat酶活性实现提前解除块茎休眠并发芽。
4.干扰马铃薯snrk1.1基因表达延长块茎休眠期的应用，其特征在于所述snrk1.1基因转录本序列如序列表seq no.1所示。
5.马铃薯snrk1.1基因，其特征在于该基因转录本序列如序列表seq no.1所示，cds长度为1113bp，编码370个氨基酸，马铃薯数据库中的登录号为soltu.dm.03g029830.3。
技术总结
本申请提供马铃薯StSnRK1.1基因及其应用，通过与野生型相比，过表达StSnRK1.1基因马铃薯块茎休眠解除和发芽提前，而干扰表达的马铃薯块茎休眠解除和发芽延迟。StSnRK1.1基因对马铃薯地休眠解除起到了正调控作用，从而促进马铃薯块茎休眠地解除和发芽。本申请还筛选了得到StSnRK1.1的互作蛋白StCAT3和StFBA1，StSnRK1.1与StFBA1相互作用改变马铃薯中的蔗糖含量，从而影响马铃薯块茎休眠的时间。本申请StSnRK1.1基因调控块茎休眠期的功能使其可作为不同休眠期马铃薯育种的靶基因。
技术研发人员：司怀军,唐勋,祝莉萍,张宁,杨江伟
受保护的技术使用者：甘肃农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23