一种葡萄VvAGL15基因在缩短植物果实生育期中的应用

本发明涉及生物，具体为一种葡萄vvagl15基因在缩短植物果实生育期中的应用。

背景技术：

1、中国是世界上最大的鲜食葡萄生产国和消费国，2021年中国葡萄产值约4000亿美元(song and xu,2023)，其中，南方地区鲜食葡萄平均亩经济效益可达到20000元以上，远远高于其他果树要高，葡萄种植业已逐渐成为乡镇农业生产的支柱产业。常规栽培条件下葡萄成熟期主要集中在7月至9月，但是8月初是南方沿海地区高温或者台风发生期，高温逆境导致树体生长发生早衰、果实出现异常软化、失去商品性(zha et al.,2022a；2022b)；台风引起葡萄园被淹，导致树体根系受损、果实裂果引发酸腐病，最终减产(王磊等,2023)，这显著制约了南方沿海地区鲜食精品葡萄产业的可持续稳定发展。此外，鲜食葡萄上市时间早晚直接关系着经济效益的高低，以短生育期葡萄品种‘夏黑’为例，在6月销售单价为15-30元/斤，8月销售单价降至5-10元/斤，这与穆维松等(2019)调查结果一致。因此，葡萄成熟期提前是规避南方沿海地区葡萄生产问题和市场风险的重要手段。

2、mads-box蛋白家族是植物特有的转录因子，大量不同植物种类的mads家族基因已被成功克隆，它们在生长发育调控和信号转导中发挥着重要作用(王力娜等，2010)。agl15基因是mads家族中的1个成员，agl15通过结合基因启动子区的dna和调控基因表达在植物胚胎发育中发挥重要作用，崔梦杰等(2019)在‘巨峰’中鉴定到vvagl15基因，发现其有响应赤霉素和胚乳发育相关的motifs。ga3处理可抑制vvagl15在种子区的表达，影响种胚的正常发育。

3、本发明前期通过开展葡萄品种‘夏黑’和其早熟芽变葡萄品种‘早夏无核’的不同果实发育阶段转录组学研究，筛选到1个在‘早夏无核’中高表达的基因vvagl15，进而以此为研究对象开展后续功能验证试验。

4、现有技术中葡萄果实成熟期晚极易受到极端高温/台风天气影响，导致造成果实异常软化、口感和外观品质不佳的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种葡萄vvagl15基因在缩短植物果实生育期中的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、根据本发明的第一方面，提供一种葡萄vvagl15基因在促进果实开花期和成熟期提前的应用，将葡萄缩短果实生育期关键基因在植物中进行过表达，即可获得一种开花期和成熟期提前的转基因植物；

4、所述葡萄vvagl15基因编码的蛋白质如seq id no.2所示；

5、所述葡萄vvagl15基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；

6、优选地，所述植物为葡萄或番茄。

7、优选地，在进行过表达时，所使用的载体质粒优选为p1301。

8、优选地，在进行过表达时，所使用的宿主菌优选为农杆菌gv3101/eha105。

9、根据本发明的第二方面，提供一种促进果实成熟期提前的方法，包括：

10、1)构建含有葡萄vvagl15基因的重组植物表达载体；

11、2)将所构建的重组植物表达载体转化到植物组织或植物细胞中；

12、3)培育筛选得到开花期和成熟期提前的转基因植物；

13、其中：

14、所述葡萄vvagl15基因编码的蛋白质如seq id no.2所示。

15、根据本发明的第三方面，提供一种根据上述方法得到的开花期和成熟期提前的转基因植物。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、通过观测葡萄品种‘夏黑’和其早熟芽变葡萄品种‘早夏无核’的不同果实发育阶段表型数据发现‘早夏无核’转色早于‘夏黑’，且发生在花后27天-35天，故以此时间点果实样品为研究对象开展转录组学研究，获得1个较‘夏黑’而言，在‘早夏无核’果皮和果肉中均高表达的基因vvagl15，通过实时荧光pcr验证发现：相较于‘夏黑’，‘早夏无核’果肉的vvagl15在花后27-42天保持着较高的表达水平，在花后49～77天两个品种的vvagl15表达水平趋于一致，相较于‘夏黑’，‘早夏无核’果肉的vvagl15在花后27-49天保持着较高的表达水平，在花后56～77天两个品种的vvagl15表达水平趋于一致，说明在果实发育前期，特别是转色期vvagl15发挥着重要作用，进而通过异源表达研究vvagl15的功能。

18、2、通过在番茄中证实葡萄vvagl15基因的表达具有缩短果实生育期的功能，该功能可能通过促进果实开花和果实转色提前达到，本发明为通过提高vvagl15的表达量来促进葡萄以及其他作物的果实成熟期提前，解决现有技术中葡萄果实成熟期晚极易受到极端高温或台风天气影响，导致造成果实异常软化、口感和外观品质不佳的问题。

技术特征：

1.一种葡萄vvagl15基因在缩短植物果实生育期中的应用，其特征在于，将葡萄vvagl15基因在植物中进行过表达，即可获得一种开花期和成熟期提前的转基因植物；

2.根据权利要求1所述的葡萄vvagl15基因在缩短植物果实生育期中的应用，其特征在于，在进行过表达时，所使用的载体质粒为pcambia2301。

3.根据权利要求1所述的葡萄vvagl15基因在缩短植物果实生育期中的应用，其特征在于，在进行过表达时，所使用的宿主菌为农杆菌gv3101。

4.一种缩短植物果实发育期的方法，其特征在于，包括：

5.一种根据权利要求4所述缩短植物果实发育期的方法得到的果实开花期和成熟期提前的转基因植物。

技术总结
本发明涉及生物技术领域，具体为一种葡萄VvAGL15基因在缩短植物果实生育期中的应用，包括将葡萄VvAGL15基因在植物中进行过表达，即可获得一种开花期和成熟期提前的转基因植物，所述葡萄VvAGL15基因编码的蛋白质如SEQ ID No.2所示，所述葡萄VvAGL15基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明通过在番茄中证实葡萄VvAGL15基因的表达具有缩短果实生育期的功能，该功能可能通过促进果实开花和果实转色提前达到，本发明为通过提高VvAGL15的表达量来促进葡萄以及其他作物的果实成熟期提前，解决现有技术中葡萄果实成熟期晚极易受到极端高温或台风天气影响，导致造成果实异常软化、口感和外观品质不佳的问题。

技术研发人员：查倩,奚晓军,简攀煜,殷向静,孙鹏鹏
受保护的技术使用者：上海市农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23