ZlGsd1蛋白及其编码基因在调控茭白孕茭中的应用

本发明涉及zlgsd1蛋白及其编码基因在调控茭白孕茭中的应用，属于茭白领域。

背景技术：

1、茭白(zizania latifolia)是菰被菰黑粉菌侵染刺激其茎基部膨大形成的独特的蔬菜，其味道鲜美，营养丰富，深受人民的喜爱，目前已成为我国第二大水生蔬菜。菰与黑粉菌长期共生，却需要在特定的季节或时期才能起始肉质茎膨大，这严重影响了茭白的上市时间。光周期和温度共同决定了茭白肉质茎膨大的季节和时期，对光周期敏感性的差异是形成不同成熟期茭白品种的重要原因，但其分子机理一直未被阐明。目前茭白再生和遗传转化体系生尚不成熟，严重制约了茭白孕茭机理的研究进展。同时由于茭白常年生长在水中，生长周期长，株型高大，孕茭期株高可达到1.8～2.2m；并且茭白孕茭必须有菰黑粉菌参与，遗传转化体系的建立往往要在无菌组培条件下进行，严格的消毒过程中，菰黑粉菌有可能会消失，研究孕茭相关基因需要回接菰黑粉菌，过程复杂，大大增加了通过转基因再生植株来研究孕茭相关基因的功能的难度。

2、flower locus t(ft)基因为磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine-binding proteins，pebp)蛋白家族成员，是光周期信号的核心因子，除影响植株开花外，还能调控植物变态根茎发生等多种植物形态建成。如在马铃薯和洋葱等既开花又形成贮藏器官的植物中，ft-like同源基因可同时参与这两个过程，在山药、木薯和甘薯等作物地下贮藏器官形成时ft家族基因也发挥重要的调节作用。然而茭白ft-like同源基因gall swelling date 1(zlgsd1)的功能目前还不是很明确。目前亟待建立一套在茭白中利用病毒介导的基因沉默技术(vigs)技术高效沉默内源基因的体系，验证茭白zlgsd1在孕茭中的功能。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种zlgsd1蛋白及其编码基因在调控茭白孕茭中的应用，验证了茭白孕茭基因zlgsd1功能。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供氨基酸序列如seq id no.1所示的zlgsd1蛋白在调控茭白孕茭中的应用。

3、本发明还提供了编码所述zlgsd1蛋白的zlgsd1基因或其特异性片段在调控茭白孕茭中的应用，所述zlgsd1基因的核苷酸序列如seq id no.2所示；所述zlgsd1基因的特异性片段的核苷酸序列如seq id no.3所示。

4、本发明还提供了一种提高茭白zlgsd1基因表达量的方法，所述方法包括上调茭白zlgsd1基因的表达或活性，所述zlgsd1基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

5、其中，所述上调茭白zlgsd1基因的表达或活性包括：上调zlgsd1基因转录、多肽表达或多肽活性的上调剂转入茭白中。

6、本发明还提供了一种促进茭白孕茭的方法，所述方法包括将按照所述方法获得的茭白植株在自然条件下培育60～100天，再在短日照条件下生长28～33天，放置在自然条件下培育，直至茭白孕茭。

7、其中，所述自然条件的光周期和温度分别为：13～15h光/9～11h暗，20～30℃光和12～18℃暗；所述短日照的光周期和温度分别为8～10h光/14～16h暗，25～35℃光和18～28℃暗。

8、本发明还提供了一种鉴定短日照诱导zlgsd1基因表达的方法，包括以下步骤：

9、(1)分别提取对照组和所述方法培育的短日照组茭白的rna，反转录获得茭白cdna，以zlgsd1 f3和zlgsd1 r3为引物，进行rt-qpcr，检测zlgsd1表达水平；

10、(2)当短日照组茭白的zlgsd1表达水平高于对照组时，表明短日照诱导了zlgsd1基因表达。

11、其中，所述zlgsd1f3的核苷酸序列如seq id no.11所示，zlgsd1 r3的核苷酸序列如seq id no.12所示。

12、其中，所述rt-qpcr的体系为easytag pcr supermix，ddh2o，zlgsd1f3，zlgsd1r3，cdna。

13、其中，所述rt-qpcr的反应程序为95℃3min，然后95℃30s、56℃30s、72℃1min共35个循环，72℃10min。

14、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：菰与黑粉菌长期共生、却需要在特定的季节或时期才能起始孕茭，其机理尚不明确。在茭白中具有调控孕茭的zlgsd1基因未见报道，本发明通过沉默茭白中zlgsd1阐明zlgsd1在调控“植物-真菌”共生产生器官膨大中的关键作用，拓展了pebp家族基因的新功能，同时为鉴定茭白基因功能提供新方法，有助于深入理解单、双季茭以及不同成熟期茭白品种的形成的原因，对开展有针对性的栽培和育种工作有重要的意义。

技术特征：

1.氨基酸序列如seq id no.1所示的zlgsd1蛋白在调控茭白孕茭中的应用。

2.编码权利要求1所述zlgsd1蛋白的zlgsd1基因或其特异性片段在调控茭白孕茭中的应用，其特征在于，所述zlgsd1基因的核苷酸序列如seq id no.2所示；所述zlgsd1基因的特异性片段的核苷酸序列如seq id no.3所示。

3.一种提高茭白zlgsd1基因表达量的方法，其特征在于，所述方法包括上调茭白zlgsd1基因的表达或活性，所述zlgsd1基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述上调茭白zlgsd1基因的表达或活性包括：上调zlgsd1基因转录、多肽表达或多肽活性的上调剂转入茭白中。

5.一种促进茭白孕茭的方法，其特征在于，所述方法包括将按照权利要求3～4任一项所述方法获得的茭白植株在自然条件下培育60～100天，再在短日照条件下生长28～33天，放置在自然条件下培育，直至茭白孕茭。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述自然条件的光周期和温度分别为：13～15h光/9～11h暗，20～30℃光和12～18℃暗；所述短日照的光周期和温度分别为8～10h光/14～16h暗，25～35℃光和18～28℃暗。

7.一种鉴定短日照诱导zlgsd1基因表达的方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述zlgsd1 f3的核苷酸序列如seq idno.11所示，zlgsd1 r3的核苷酸序列如seq id no.12所示。

9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述rt-qpcr的体系为easytag pcrsupermix，ddh2o，zlgsd1 f3，zlgsd1 r3，cdna。

10.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述rt-qpcr的反应程序为95℃3min，然后95℃30s、56℃30s、72℃1min共35个循环，72℃10min。

技术总结本发明公开了ZlGsd1蛋白及其编码基因在调控茭白孕茭中的应用，所述ZlGsd1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明通过沉默茭白中ZlGsd1阐明ZlGsd1在调控“植物‑真菌”共生产生器官膨大中的关键作用，拓展了PEBP家族基因的新功能，同时为鉴定茭白基因功能提供新方法，有助于深入理解单、双季茭以及不同成熟期茭白品种的形成的原因，对开展有针对性的栽培和育种工作有重要的意义。技术研发人员：张治平,徐李运,缪旻珉,曾晓萍,施汪杰,宋思晓受保护的技术使用者：扬州大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14