CmPYL7基因在调控甜瓜抗寒能力中的应用

本发明涉及生物，特别是cmpyl7基因在调控甜瓜抗寒能力中的应用。

背景技术：

1、甜瓜因其馨香的风味品质而深受广大消费者喜爱，成为世界流行的水果之一。中国是甜瓜生产和消费大国，人均消费逐年升高，市场需求逐渐扩大，播种面积覆盖31个省市，其中北方是甜瓜主产区(杨念等，2019)。近些年，甜瓜栽培生产模式已由露地生产为主，逐渐转向设施栽培生产为主。由于设施栽培生产有(1)可较大程度上实现人工控制环境，(2)调控生长发育，(3)实现抢早上市、增加经济收益等优势，因此，普及应用较为快速。但是我国设施园艺仍处于初级发展阶段，设施保温防寒能力整体较差(李天来等，2019)，北方冬春季节的寒冷气候极易对甜瓜生产造成低温胁迫，显著降低甜瓜产量(-10％)(korkmazand dufault,2003,2004)和品质(越冬茬可溶性固形物一般在8～10％)(本课题组测定数据)，极大地影响了甜瓜产业及其效益。遗憾的是，目前市面上尚无耐低温、高品质的甜瓜品种。因此，培育耐低温甜瓜品种是助力甜瓜产业实现低投入、高产出的最佳途径，也是当前迫切需要解决的关键问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了cmpyl7基因在调控甜瓜抗寒能力中的应用。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、cmpyl7基因在提高甜瓜抗寒能力中的应用，所述cmpyl7基因的核苷酸序列如seqid no.1所示。

4、本发明首先分析了耐低温试材‘彩虹7号’和不耐低温试材辽甜17中aba含量变化情况，发现耐低温试材‘彩虹7号’体内aba含量极显著升高，而不耐低温试材辽甜17体内aba含量只是轻微升高，并未达到显著水平。

5、同时，利用实时定量pcr技术，分析了低温胁迫处理后，耐低温薄皮甜瓜试材‘彩虹7号’和不耐低温薄皮甜瓜试材辽甜17叶片中cmpyls基因家族成员的表达量情况，发现在耐低温薄皮甜瓜试材‘彩虹7号’叶片中cmpyl7受低温胁迫诱导最为强烈，表达水平极显著升高。

6、然后，通过分子生物学技术，在耐低温薄皮甜瓜试材‘彩虹7号’幼苗体内沉默掉cmpyl7基因后，对沉默植株进行6℃低温胁迫处理，发现沉默植株的耐寒能力显著降低，且体内的丙二醛含量、电解质渗透率均显著高于对照，脯氨酸和可溶性糖含量均显著低于对照。

7、通过转基因技术，将cmpyl7基因在拟南芥体内过表达，获得的拟南芥过表达植株显著提高了对低温胁迫(4℃)的耐受能力。转基因植株的电解质渗透率、丙二醛含量均显著低于对照，脯氨酸和可溶性糖含量均显著高于对照。

8、最后，对低温胁迫处理后的cmpyl7沉默甜瓜幼苗进行转录加代谢联合分析，发现cmpyl7沉默植株体内除了脯氨酸和可溶性糖的代谢发生显著变化之外，27种脂类和4种萜类物质普遍升高，而酚酸类、黄酮类、氨基酸类、生物碱类、有机酸类等物质普遍降低，说明cmpyl7在低温胁迫下是通过调控这些代谢产物的合成与积累，进而影响低温胁迫耐受能力的。

技术特征：

1.cmpyl7基因在调控甜瓜抗寒能力中的应用，其特征在于，所述cmpyl7基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的cmpyl7基因在调控甜瓜抗寒能力中的应用，其特征在于，通过构建cmpyl7基因沉默载体和过表达载体，并在甜瓜体内沉默该基因、在拟南芥中超表达该基因，获得的相应植株分别降低和提高了对低温胁迫的耐受能力。

技术总结本发明公开了CmPYL7基因在调控甜瓜抗寒能力中的应用，通过构建CmPYL7基因的瞬时沉默载体和过表达载体，并分别在甜瓜和拟南芥中进行验证，证实CmPYL7在参与调控低温耐受能力中起到重要作用。与现有技术相比，本发明对低温胁迫处理后的CmPYL7沉默甜瓜幼苗进行转录加代谢联合分析，发现CmPYL7沉默植株体内除了脯氨酸和可溶性糖的代谢发生显著变化之外，27种脂类和4种萜类物质普遍升高，而酚酸类、黄酮类、氨基酸类、生物碱类、有机酸类等物质普遍降低，说明CmPYL7在低温时调控这些代谢产物的合成与积累，进而影响低温胁迫耐受能力的，CmPYL7过表达的拟南芥植株的抗寒能力显著增加。技术研发人员：刘威,何明,张家旺,吕艳玲,张丽丽,刘石磊,姜赟,左驰,王在亮受保护的技术使用者：辽宁省农业科学院技术研发日：技术公布日：2024/9/2