利用基因编辑GmDLD1基因获得高油酸含量大豆的方法

本发明属于基因工程，尤其涉及利用基因编辑gmdld1基因获得高油酸含量大豆的方法。

背景技术：

1、大豆(glycine max)是世界上重要的油料作物，大豆油约占世界食用油总量的三分之一。大豆富含多种营养物质，脂肪酸是脂肪的重要组成成分，脂肪酸组分的含量和比例决定了大豆油的营养价值、存储时间和条件。大豆油通常由饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组成，其中饱和脂肪酸主要包括棕榈酸(c16:0)和硬脂酸(c18:0)，不饱和脂肪酸主要包括油酸(c18:1)、亚油酸(c18:2)和亚麻酸(c18:3)。饱和脂肪酸中不含不饱和双键，过量食用容易导致人体胆固醇过高，诱发动脉粥样硬化等疾病，不利于人体健康。在不饱和脂肪酸中亚油酸和亚麻酸是多不饱和脂肪酸，含有2～3个不饱和双键，可以促进人体生长发育、降低心脑血管疾病发病率，并且具有提高人体抗衰老能力、防止动脉硬化、抑制癌症等作用，但另一方面由于亚油酸和亚麻酸的高度不饱和性，易使油质氧化变质，大大提高了贮存要求，易造成豆油及其食品食味不佳，营养价值下降，甚至有毒性。而油酸作为单不饱和脂肪酸，具有高油酸含量的大豆种子可减少或消除化学氢化过程，降低了大豆油加工的成本。因此，培育具有高油酸含量的大豆品种成为大豆科研工作者们追求的重要目标。

2、先前的研究已经表明，在种子脂质合成的过程中，丙酮酸脱氢酶在乙酰辅酶a的形成过程中扮演着至关重要的角色。而乙酰辅酶a则是脂肪酸生物合成不可或缺的前体物质。同时，通过对油棕与海枣在果皮发育期的转录组及代谢物含量进行比较，发现油棕较高的含油率与其脂肪酸合成酶、特定的质体转运蛋白及质体内碳代谢的关键酶(如磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶及丙酮酸脱氢酶)的较高转录水平密切相关。另外，利用crispr/cas9技术敲除osspl16基因后，发现osspl16基因通过调节丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶表达来提高水稻产量；在拟南芥突变体中过表达亚麻lupdh-e1β1基因可以恢复突变体种子大小、千粒重、种子脂肪酸含量等，并且使突变体种子油脂积累相关基因的表达量也恢复至野生型水平。这些研究结果表明，gmdld1基因对丙酮酸氧化分解乙酰辅酶a途径的调控机制有重要作用。在育种中，可通过调节gmdld1基因的表达，调控大豆中油酸的积累，进而培育优异材料。本发明利用gwas技术筛选到与大豆油酸相关的重点候选基因gmdld1，并在大豆受体中对gmdld1进行遗传转化，从而分析gmdld1基因的功能。迄今为止，利用大豆gmdld1基因获得高油酸转基因大豆材料未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供利用基因编辑gmdld1基因获得高油酸含量大豆的方法，旨在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、gmdld1基因，所述gmdld1基因的核苷酸序列由1698个碱基组成，如seq id no.1所示；所述gmdld1基因编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示，共编码565个氨基酸。

4、gmdld1基因在提高转基因大豆成熟籽粒的油酸含量中的应用。

5、利用基因编辑gmdld1基因获得高油酸含量大豆的方法，包括以下步骤：

6、利用全基因组关联分析(gwas)筛选到与大豆油酸相关的重点候选基因gmdld1，为了进一步研究该基因的功能，从大豆“bert-1”品系中克隆一个调控丙酮酸分解乙酰辅酶a的关键基因gmdld1，构建pcbsg015-gmdld1基因编辑载体，通过农杆菌介导法，将pcbsg015-gmdld1基因编辑载体转入受体大豆“bert-1”品系中，通过bar试纸条和实时荧光定量pcr(实时pcr)进行鉴定，利用实时荧光定量pcr(实时pcr)的方法来检验t1代转基因大豆株系r5、r6、r7时期豆荚和籽粒中gmdld1基因的相对表达量，利用nirsds2500近红外分析仪测定t1代基因编辑大豆株系和对照植株成熟籽粒中油酸含量，最终获得遗传稳定的高油酸含量的基因编辑大豆新品系2个。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

8、本发明通过基因编辑gmdld1基因并将其转入大豆中，可以获得高油酸含量的大豆品系，为高油酸含量的大豆品质育种工作提供了一种全新的途径，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.gmdld1基因，其特征在于，所述gmdld1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，所述gmdld1基因编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.gmdld1基因在提高转基因大豆成熟籽粒的油酸含量中的应用。

3.利用基因编辑gmdld1基因获得高油酸含量大豆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明适用于基因工程技术领域，提供了利用基因编辑GmDLD1基因获得高油酸含量大豆的方法，所述GmDLD1基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，GmDLD1基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明克隆了一个调控丙酮酸分解乙酰辅酶A的GmDLD1基因，构建pCBSG015‑GmDLD1基因编辑载体，通过农杆菌介导法，将pCBSG015‑GmDLD1基因编辑载体转入受体大豆“Bert‑1”品系的基因组中，再对得到的转基因大豆植株进行继代繁殖及鉴定，获得遗传稳定的高油酸含量的基因编辑大豆新品系，为高油酸含量的大豆品质育种工作提供了一种全新的途径，具有良好的应用前景。技术研发人员：王丕武,王鑫雨,仉祺,王嘉宝,刘露,刘思言,关淑艳,姚丹,魏健,宋阳,张卓,孟德洺,王思琪受保护的技术使用者：吉林农业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29