CN115894642A

CN115894642A - 果型控制基因SlGT-2及其同源基因与应用

Info

Publication number: CN115894642A
Application number: CN202110955324.0A
Authority: CN
Inventors: 李传友; 朱强; 邓磊; 杨天霞; 蒋红玲
Original assignee: Institute of Genetics and Developmental Biology of CAS
Current assignee: Institute of Genetics and Developmental Biology of CAS
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2041-08-19
Also published as: CN115894642B

Abstract

本发明公开了调控果型的SlGT‑2蛋白及其同源SlGTL1蛋白。本发明采用CRISPR/Cas9技术，定点编辑SlGT‑2基因和SlGTL1基因，通过造成移码突变，敲除了番茄SlGT‑2基因和SlGTL1基因，使圆形多汁番茄材料转变成方形少汁番茄材料。本发明具有重大的应用推广价值。

Description

果型控制基因SlGT-2及其同源基因与应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域中果型控制基因SlGT-2及其同源基因与应用。

背景技术

番茄是全球消费最大的蔬菜之一，同时也是一种重要的水果。果型是番茄果实最直观的性状，不仅影响消费者的选择，也会影响到果实的口感或营养品质。各种作物的果实大多是圆形、椭圆形、扁圆形、长形，极少有方形果实。方形作为一种极其稀有的形状，对消费者具有非常大的吸引力，生产上也有很大需求，但是培育方形果实极其困难，目前还没有克隆到一个方形果实调控基因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何调控植物果实形状，如何调控果胶含水量。

为了解决以上技术问题，本发明的第一个目的是提供蛋白质，所述蛋白质是SlGT-2和/或其同源蛋白SlGTL1；

所述SlGT-2是如下A1)、A2)或A3)的蛋白质：

A1)氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；

A2)将序列表中序列1中任一种所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质衍生得到且与植物果实形状相关的蛋白质；

A3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质；

所述SlGTL1是如下A4)、A5)或A6)的蛋白质：

A4)氨基酸序列是序列表中序列2的蛋白质；

A5)将序列表中序列2中任一种所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A4)所示的蛋白质衍生得到且与植物果实形状相关的蛋白质；

A6)在A5)或A6)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。

其中，序列表中的序列1由654个氨基酸残基组成，序列表中的序列2由651个氨基酸残基组成。

上述蛋白质可来源于番茄(Lycopersicon esculentum)。

上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

上述蛋白质中，所述蛋白质标签(protein-tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白质一起融合表达的一种多肽或者蛋白质，以便于目的蛋白质的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白质标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。

上述蛋白质中，A2)所述蛋白质为SlGT-2+T，所述SlGT-2+T的氨基酸序列是序列表中序列9；A5)所述蛋白质为SlGTL1+AG，所述SlGTL1+AG的氨基酸序列是序列表中序列10。

本发明还提供基因，所述基因为编码所述SlGT-2的SlGT-2基因或编码所述SlGTL1的SlGTL1基因、或编码所述SlGT-2+T的SlGT-2+T基因或编码所述SlGTL1+AG的SlGTL1+AG基因；

所述SlGT-2基因为如下B1)或B2)所示的基因：

B1)编码链的编码序列(CDS)是序列表中序列3的cDNA分子或DNA分子；

B2)编码链的核苷酸是序列表中序列5的DNA分子。

其中，序列表中的序列3由1965个核苷酸组成，编码序列表中的序列1所示的蛋白质。

所述SlGTL1基因为如下B3)或B4)所示的基因：

B3)编码链的编码序列(CDS)是序列表中序列4的cDNA分子或DNA分子；

B4)编码链的核苷酸是序列表中序列6的DNA分子。

其中，序列表中的序列4由1956个核苷酸组成，编码序列表中的序列2所示的蛋白质。

所述SlGT-2+T基因是编码链的核苷酸是序列表中序列11的DNA分子；

所述SlGTL1+AG基因是编码链的核苷酸是序列表中序列12的DNA分子。

本发明还提供了一种调控植物果实形状的方法，包括如下步骤：抑制受体圆形果植物中所述SlGT-2基因及所述SlGTL1基因的表达，得到方形果的目的植物。

上述方法中，所述抑制受体圆形果植物中权利要求2所述SlGT-2基因及权利要求2所述SlGTL1基因的表达是通过对植物中所述SlGT-2基因和所述SlGTL1基因的进行基因编辑实现的。所述基因编辑是借助CRISPR/Cas9系统实现的。

上述方法中，所述CRISPR/Cas9系统包括表达含有Cas9和sgRNA的质粒，所述sgRNA可为针对靶序列1的sgRNA1和针对靶序列2的sgRNA2，所述靶序列1可为序列表中序列5的第40-59位，所述靶序列2可为序列表中序列6的第116-136位。

上述方法中，所述sgRNA1的核苷酸序列如序列表中序列7所示，所述sgRNA2的核苷酸序列如序列表中序列8所示。

上述方法中，所述目的植物为满足如下条件的植物：在靶序列1和靶序列2区域均发生突变的植物。

上述方法中，所述抑制受体圆形果植物中所述SlGT-2基因及所述SlGTL1基因的表达为下述X1和X2：

X1将序列表中序列5所示的所述SlGT-2基因突变为SlGT-2+T基因，所述SlGT-2+T基因的编码序列如序列11所示；

X2将序列表中序列6所示的所述SlGTL1基因突变为SlGTL1+AG基因，所述SlGTL1+AG基因的编码序列如序列12所示。

上述方法中，所述目的植物中突变后的SlGT-2蛋白质为的氨基酸序列如序列9所示，其编码序列如序列11所示；突变后的SlGTL1蛋白质的氨基酸序列如序列10所示，其编码序列如序列12所示。

上述方法中，目的植物可以是所述SlGT-2基因和SlGTL1基因均发生纯合突变的植株的植物。

上文所述植物可为F1)-F4)中的任一种：

F1)管状花目植物；

F2)茄科植物；

F3)番茄属植物；

F4)番茄。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了调控植物果型的试剂，所述试剂的活性成分为抑制编码所述SlGT-2基因和所述SlGTL1基因的表达、降低所述SlGT-2蛋白和SlGTL1蛋白的丰度、和/或敲除所述SlGT-2基因和所述SlGTL1基因的物质。

上述试剂中，所述物质含有下述F1)、F2)或F3)：

F1)靶向所述基因的sgRNA、siRNA、shRNA、miRNA或反义RNA；

F2)产生靶向所述基因的sgRNA的DNA分子、产生靶向所述基因的siRNA的DNA分子、产生靶向所述基因的shRNA的DNA分子、产生靶向所述基因的miRNA的DNA分子或产生靶向所述基因的反义RNA的DNA分子；

F3)产生靶向所述基因的sgRNA的表达载体、产生靶向所述基因的siRNA的表达载体、产生靶向所述基因的shRNA的表达载体、产生靶向所述基因的miRNA的表达载体或产生靶向所述基因的反义RNA的表达载体。

上述的试剂的活性成分还可含有其他生物成分或/和非生物成分，上述药剂的其他活性成分本领域技术人员可根据植物的果型确定。

本发明还提供所述蛋白、所述基因、或所述试剂在调控植物果实形状和/或果胶含水量中的应用。

本发明还提供所述方法在调控植物果胶含水量中的应用。

本发明的发明人利用本实验室从番茄中分离克隆的一个与果型相关的蛋白SlGT-2及其同源蛋白SlGTL1，采用CRISPR/Cas9技术，定点编辑SlGT-2基因和SlGTL1基因，通过造成移码突变，敲除了番茄中SlGT-2基因和SlGTL1基因，可以使圆形多汁番茄材料转变成方形少汁番茄材料。本发明具有重大的应用推广价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株和对照野生型番茄品种AC果实的外形照片。

图2为本发明实施例1中1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株和对照野生型番茄品种AC果实的纵切照片。

图3为本发明方度计算公式中果实纵向顶端5％位置的宽度以及果实纵向中间位置的宽度的量取位置。其中，从上往下数第一条横线指示果实纵向顶端5％位置，从上往下数第二条横线指示果实纵向中间位置。

图4为本发明实施例1中1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株和对照野生型番茄品种AC果实方度统计结果图。所示数据为平均值±标准差，重复数为15，以t-test分析各组显著性差异，**代表显著性分析结果为P<0.01。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。

下述实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的番茄品种AC(Ailsa Craig)为美国番茄遗传资源中心产品(TGRC，http://tgrc.ucdavis.edu/)，编号为LA2838A。

下述实施例中的CRISPR/Cas9载体pTX041，记载于非专利文献“Deng et al.,Efficient generation ofpink-fruited tomatoes using CRISPR/Cas9 system.Journalof Genetics and Genomics 45(2018)51-54”，公众可以从中国科学院遗传与发育生物学研究所获得，以重复本申请实验，不可作为其它用途使用。

下述实施例中的种子生长培养基的配制方法为(1L为例)：将2.2g MS盐和10g蔗糖溶解于水中定容至1L，用1mol/L KOH调pH至5.8～6.0之间，加入8g琼脂，高压灭菌。

下述实施例中的预培养培养基的配制方法为(1L为例)：将4.4g MS盐、1.0mg玉米素(Zeatin)和30g蔗糖溶于水中定容至1L，用1mol/L KOH调pH至5.8～6.0之间，加入8g琼脂，高压灭菌。

下述实施例中的液体MS培养基的配制方法为(1L为例)：将4.4g MS盐和30g蔗糖溶解于水中定容至1L，用1mol/L KOH调pH至5.8～6.0之间，高压灭菌。

下述实施例中的筛选分化培养基的配制方法为(1L为例)：将4.4g MS盐、2.0mg玉米素、50mg卡那霉素、100mg肌醇、0.5mg叶酸和30g蔗糖溶于水中定容至1L，用1mol/L KOH调pH至5.8～6.0之间，加入8g琼脂，高压灭菌。

下述实施例中的生根培养基的配制方法为(1L为例)：将4.4g MS盐、50mg卡那霉素、0.5mg叶酸、0.5mg吲哚丁酸和30g蔗糖溶于水中定容至1L，用1mol/L KOH调pH至5.8～6.0之间，加入8g琼脂，高压灭菌。

实施例1利用CRISPR/Cas9方法编辑番茄SlGT-2基因及其同源基因SlGTL1获得方形少汁果实的番茄

发明人首次在番茄中发现了SlGT-2蛋白和其同源蛋白SlGTL1，该类蛋白控制着方形果实的形成。SlGT-2蛋白的氨基酸序列为序列表序列1，编码SlGT-2蛋白的基因为SlGT-2基因，SlGT-2基因在基因组DNA中起始密码子至终止密码子之间的核苷酸序列为序列表序列5(其中第1-284位和第1037-2717位为外显子)，其cDNA中的开放阅读框为序列表的序列3。SlGTL1蛋白的氨基酸序列为序列表序列2，编码SlGTL1蛋白的基因为SlGTL1基因，SlGTL1基因在基因组DNA中起始密码子至终止密码子之间的核苷酸序列为序列表序列6(其中第1-320位和第729-2364位为外显子)，其cDNA中的开放阅读框为序列表的序列4。

一、重组载体的构建

1、选定靶序列：针对SlGT-2基因选择序列表中序列5第40-59位作为靶序列1；针对SlGTL1基因，选择序列表中序列6第116-136位作为靶序列2。

合成两条PCR引物1和2，然后从模板质粒pTX041载体上扩出目标片段，目标片段含有两个gRNA及U6启动子序列，将目标片段纯化回收。

两条PCR引物F和R的核苷酸序列分别如下：

F:5’-ATATAT

GTTTGGGTGATAATCCAGAAAGCGGGTTTTAGAGCTAGAAATAGC-3’(下划线指示的序列与序列表中序列5第40-59位特异结合，波浪线指示的序列为BsaI酶识别位点)；

R:5’-ATTATT

GAAACACCACTCTCCGGAGCTTCTTCAAACTACACTGTTAGATTC-3’(下划线指示的序列与序列表中序列6第116-136位特异结合，波浪线指示的序列为BsaI酶识别位点)。

2、将以上回收的目标片段用限制性内切酶BsaI进行酶切，纯化回收，得到酶切目标片段。将CRISPR/Cas9空载体pTX041，用限制性内切酶BsaI进行酶切，纯化回收，得到线性化的pTX041载体骨架。

3、将步骤2得到的酶切目标片段与pTX041载体骨架连接，得到将酶切目标片段插入pTX041载体BsaI酶切位点之间，保持pTX041载体的其它序列不变，得到的重组质粒。经测序验证，该重组质粒表达序列表中序列7所示的sgRNA1(针对靶序列1)和序列表中序列8所示的sgRNA2(针对靶序列2)，将该重组质粒命名为pTX041-sgRNA1-sgRNA2。

sgRNA1针对靶序列1(序列表中序列5第40-59位)，sgRNA1中的靶序列结合区如序列表的序列7第2-21位核苷酸所示。

sgRNA2针对靶序列2(序列表中序列6第116-136位)，sgRNA1中的靶序列结合区如序列表的序列8第2-21位核苷酸所示。

二、基因编辑植株的制备

1、取步骤一制备的重组质粒pTX041-sgRNA1-sgRNA2，导入农杆菌GV3101，得到重组农杆菌，命名为GV3101-sgRNA1-sgRNA2。

2、取重组农杆菌GV3101-sgRNA1-sgRNA2，通过农杆菌介导的方法对野生型番茄品种AC进行遗传转化，得到T0代植株，具体过程如下：

(1)取野生型番茄品种AC的种子，挑选饱满、粒大的种子，用75％乙醇水溶液浸泡2min，然后用10％NaClO水溶液浸泡10min，然后用无菌水冲洗7遍，然后将种子播种于种子生长培养基并培养8天。取子叶，在无菌条件下将子叶切成小方块，将子叶块接种于预培养培养基并培养2天，得到的子叶块作为外植体。

(2)取重组农杆菌GV3101-sgRNA1-sgRNA2，用50mL液体MS培养基重悬，得到OD_600nm＝0.4的菌悬液，然后加入50μL 0.074mol/L乙酰丁香酮水溶液，即为侵染液。

(3)取步骤(1)得到的外植体，在步骤(2)得到的浸染液中浸没10min，然后接种至预培养培养基上培养2天。

(4)完成步骤(3)后，取外植体，接种至筛选分化培养基培养8周(每2周继代一次)，此时外植体长出抗性芽。

(5)步骤(4)中抗性芽芽长为3cm时，切取抗性芽，转接至生根培养基进行培养，生根的植株即为T0代植株。

整个过程的培养条件：25℃、16h光照/8h黑暗。

3、从T0代植株中筛选出SlGT-2基因及其同源基因SlGTL1都发生纯合突变的植株。

筛选方法：取植株叶片的基因组DNA，分别用引物对1(由F1和R1组成)及引物对2(由F2和R2组成)两对引物进行PCR扩增，回收PCR扩增产物并进行测序。

F1：5′-GGTGTAATTGCTAACTTGCTTGG-3′；

R1：5′-GCATGATGAAACTGGTGCAGC-3′；

F2：5′-ATGCTTGGTGTTTCTTCAAG-3′；

R2：5′-AACTTCTTCCCATAACGGTCC-3′。

筛选到1株SlGT-2基因及其同源基因SlGTL1都发生纯合突变的植株，命名为植株1。

与野生型番茄品种AC相比，植株1中SlGT-2基因发生了插入一个核苷酸的突变，具体是的序列表中序列5第56位和第57位之间插入了一个核苷酸“T”，且为纯合型突变(即两条染色体发生了相同突变)。上述插入导致基因CDS序列从第57位发生移码突变，提前产生终止密码子，翻译出丧失DNA结合结构域的截短蛋白，以致SlGT-2蛋白质功能的丧失(植株中不含有SlGT-2蛋白)。将突变后的基因命名为SlGT-2+T基因，SlGT-2+T基因编码的蛋白质是SlGT-2+T，SlGT-2+T的氨基酸序列是序列9。同时，与野生型番茄品种AC相比，植株1中SlGTL1基因发生了插入两个核苷酸的突变，具体是的序列表中序列6第131位和第132位之间插入了“AG”两个核苷酸，且为纯合型突变(即两条染色体发生了相同突变)。上述插入导致基因CDS序列从第132位发生移码突变，提前产生终止密码子，翻译出丧失DNA结合结构域的截短蛋白，以致SlGTL1蛋白质功能的丧失(植株中不含有SlGTL1蛋白)。将突变后的基因命名为SlGTL1+T基因，SlGTL1+T基因编码的蛋白质是SlGT-2+T，SlGT-2+T的氨基酸序列是序列10。

也就是，植株1与野生型番茄品种AC相比，对于SlGT-2基因，两条同源染色体中的SlGT-2基因均突变为SlGT-2+T基因，SlGT-2+T基因的编码序列是序列11；对于SlGTL1基因，两条同源染色体中的SlGTL1基因均突变为SlGTL1+AG基因，SlGTL1+AG基因的编码序列是序列12。

4、正常培养植株1，自交获得种子，即为T1代种子，将T1代种子培育为植株群体，即为T1代植株1群体。

5、从T1代植株1群体中筛选不含外源DNA的植株。

筛选方法：将T1代植株1群体的每个单株的叶片单独提取基因组DNA，采用F3和R3组成的引物对进行PCR扩增(F3和R3组成的引物对的靶序列位于CRISPR/Cas9载体pTX041中的Cas9基因，扩增产物预期为约402bp)，如果得到扩增产物说明植株中含有外源DNA，如果没有得到扩增产物说明植株中不含外源DNA。

F3：5′-TTGACAAGCTGTTCATCCAG-3′；

R3：5′-CCTTCGTAATCTCGGTGTTC-3′。

T1代植株1群体中约1/4的个体不含外源DNA。

6、取步骤5筛选得到的不含外源DNA的植株，提取叶片的基因组DNA，分别采用F1和R1及F2和R2组成的引物对进行PCR扩增，回收PCR扩增产物并进行测序。

从T1代植株1群体中筛选得到的不含外源DNA的植株，SlGT-2基因及其同源基因SlGTL1均发生了与植株1相同的纯合型插入。结果表明，将步骤一制备的重组质粒pTX041-sgRNA1-sgRNA2导入野生型番茄品种AC产生的突变能够从T0代稳定遗传到T1代。

将从T1代植株1群体中筛选得到的不含外源DNA的植株均命名为1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株。

三、果实观察

供试植株为：野生型番茄品种AC、1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株。

1、25℃、16h光照/8h黑暗条件下培养供试植株幼苗，直至植株长至4-5个叶片。

2、完成步骤1后，将植株(每种供试植株10株，且长势一致)移栽到大棚中。株距、行距在60cm以上；供试植株随机分布；正常的水肥管理，保证所有植株水肥条件基本一致。

移栽3个月后，植株开始进入结果期，结果期持续约6个月。整个结果期，收集成熟果实。

1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株，平均每株植株在整个结果期收获的成熟果实数量为55个，均为方形果实。

野生型番茄品种AC，平均每株植株在整个结果期收获的成熟果实数量为58个，均为圆形果实。

部分果实的示例性果实外形见图1。

部分果实的示例性果实纵切见图2。

方度的计算公式如下：

方度＝果实纵向顶端5％位置的宽度/果实纵向中间位置的宽度(见图3)。

每种供试植株的果实方度统计结果见图4。

与野生型番茄品种AC的果实相比，1-SlGT-2-SlGTL1基因编辑植株的果实由圆形转变成方形，且果胶含水量由多变少。

以上结果表明，SlGT-2基因及其同源基因SlGTL1可以调控番茄的果型，通过对SlGT-2基因及其同源基因SlGTL1进行基因编辑可以使圆形多汁番茄材料转变成方形少汁番茄材料。

综上，发明人首次在番茄中发现了SlGT-2蛋白和其同源蛋白SlGTL1，该类蛋白控制着方形果实的形成，利用非转基因的基因编辑技术将这些基因敲除以后就能使圆形果实变成方形，同时果胶状态，特别是含水量发生明显改变。利用基因编辑技术对本发明提供的靶标基因能够快速培育出方形果实，在番茄中只需半年到一年时间。

以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。

序列表

<110> 中国科学院遗传与发育生物学研究所

<120> 果型控制基因SlGT-2及其同源基因与应用

<130> GNCSY212244

<160> 12

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 654

<212> PRT

<213> 番茄(Lycopersicon esculentum)

<400> 1

Met Leu Gly Val Ser Gly Leu Val Ser Ser Glu Gly Gly Gly Asp Asn

1 5 10 15

Pro Glu Ser Gly Gly Gly Ala Gly Ser Gly Gly Ser Ser Glu Ile Gly

20 25 30

Leu Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Gly Ser Ser Gly Gly Phe Met

35 40 45

Thr Glu Asp Gly Glu Arg Asn Ser Gly Gly Asn Arg Trp Pro Arg Gln

50 55 60

Glu Thr Ile Ala Leu Leu Lys Ile Arg Ser Glu Met Asp Val Ile Phe

65 70 75 80

Arg Asp Ser Ser Leu Lys Gly Pro Leu Trp Glu Glu Val Ser Arg Lys

85 90 95

Met Ala Asp Leu Gly Phe His Arg Ser Ser Lys Lys Cys Lys Glu Lys

100 105 110

Phe Glu Asn Val Tyr Lys Tyr His Lys Arg Thr Lys Asp Gly Arg Ala

115 120 125

Ser Lys Ala Asp Gly Lys Asn Tyr Arg Phe Phe Glu Gln Leu Glu Ala

130 135 140

Leu Glu Asn Ile Thr Ser His His Ser Leu Met Pro Val Pro Ser Ser

145 150 155 160

Asn Thr Arg Pro Pro Pro Pro Pro Leu Glu Ala Thr Pro Ile Asn Met

165 170 175

Ala Met Pro Met Ala Ser Ser Asn Val Gln Val Thr Ala Ser Gln Gly

180 185 190

Thr Ile Pro His His Val Thr Ile Ser Ser Ala Pro Pro Pro Pro Asn

195 200 205

Ser Leu Phe Ala Pro Ser His Gln Asn Ala Pro Ser Ser Ser Pro Val

210 215 220

Pro Leu Pro Pro Pro Pro Ser Gln Gln Pro Ser Pro Gln Pro Ala Val

225 230 235 240

Asn Pro Ile Asn Asn Ile Pro Gln Gln Val Asn Ala Ser Ala Met Ser

245 250 255

Tyr Ser Thr Ser Ser Ser Thr Ser Ser Asp Glu Asp Ile Gln Arg Arg

260 265 270

His Lys Lys Lys Arg Lys Trp Lys Asp Tyr Phe Glu Lys Phe Thr Lys

275 280 285

Asp Val Ile Asn Lys Gln Glu Glu Ser His Arg Arg Phe Leu Glu Lys

290 295 300

Leu Glu Lys Arg Glu His Asp Arg Met Val Arg Glu Glu Ala Trp Lys

305 310 315 320

Val Glu Glu Met Ala Arg Met Asn Arg Glu His Asp Leu Leu Val Gln

325 330 335

Glu Arg Ala Met Ala Ala Ala Lys Asp Ala Ala Val Ile Ser Phe Leu

340 345 350

Gln Lys Ile Thr Glu Gln Gln Asn Ile Gln Ile Pro Asn Ser Ile Asn

355 360 365

Val Gly Pro Pro Ser Ala Gln Val Gln Ile Gln Leu Pro Glu Asn Pro

370 375 380

Leu Ser Ala Pro Val Pro Thr Gln Ile Gln Pro Thr Thr Val Thr Ala

385 390 395 400

Ala Ala Pro Pro Gln Pro Ala Pro Val Pro Val Ser Leu Pro Val Thr

405 410 415

Ile Pro Ala Pro Val Pro Ala Leu Ile Pro Ser Leu Ser Leu Pro Leu

420 425 430

Thr Pro Pro Val Pro Ser Lys Asn Met Glu Leu Val Pro Lys Ser Asp

435 440 445

Asn Gly Gly Asp Ser Tyr Ser Pro Ala Ser Ser Ser Arg Trp Pro Lys

450 455 460

Ala Glu Val Glu Ala Leu Ile Lys Leu Arg Thr Asn Leu Asp Val Lys

465 470 475 480

Tyr Gln Glu Asn Gly Pro Lys Gly Pro Leu Trp Glu Glu Ile Ser Ser

485 490 495

Gly Met Lys Lys Ile Gly Tyr Asn Arg Asn Ala Lys Arg Cys Lys Glu

500 505 510

Lys Trp Glu Asn Ile Asn Lys Tyr Phe Lys Lys Val Lys Glu Ser Asn

515 520 525

Lys Lys Arg Pro Glu Asp Ser Lys Thr Cys Pro Tyr Phe His Gln Leu

530 535 540

Asp Ala Leu Tyr Lys Glu Lys Ala Lys Asn Pro Glu Thr Ala Ser Ser

545 550 555 560

Thr Ser Ser Phe Asn Pro Ser Phe Ala Leu Asn Pro Asp Asn Asn Gln

565 570 575

Met Ala Pro Ile Met Ala Arg Pro Glu Gln Gln Trp Pro Leu Pro Gln

580 585 590

His His Glu Ser Thr Thr Arg Ile Asp His Glu Asn Glu Ser Asp Asn

595 600 605

Met Asp Glu Asp Asp His Asp Asp Glu Glu Asp Glu Asp Asp Glu Asp

610 615 620

Glu Asn Asn Ala Tyr Glu Ile Val Ala Asn Lys Gln Gln Ser Ser Met

625 630 635 640

Ala Ala Ala Asn Thr Thr Thr Ser Thr Ala Thr Thr Thr Val

645 650

<210> 2

<211> 651

<212> PRT

<213> 番茄(Lycopersicon esculentum)

<400> 2

Met Leu Gly Val Ser Ser Ser Leu Ile Ala Ser Ser Asn Thr Ser Ile

1 5 10 15

Thr Ala Gly Ala Ala Gly Asp Gly Ala Ala Ile Ser Ala Ala Pro Ser

20 25 30

Gln Leu Ala Pro Pro Pro Gln Glu Ala Pro Glu Ser Gly Gly Ser Ser

35 40 45

Glu Gly Gly Gly Gly Gly Gly Asp Leu Ser Ile Gly Gly Glu Asp Gly

50 55 60

Glu Arg Asn Ser Gly Gly Asn Arg Trp Pro Arg Gln Glu Thr Leu Ala

65 70 75 80

Leu Leu Lys Ile Arg Ser Glu Met Asp Val Val Phe Lys Asp Ser Ser

85 90 95

Leu Lys Gly Pro Leu Trp Glu Glu Val Ser Arg Lys Leu Ala Glu Leu

100 105 110

Gly Tyr His Arg Ser Ala Lys Lys Cys Lys Glu Lys Phe Glu Asn Val

115 120 125

Tyr Lys Tyr His Arg Arg Thr Lys Asp Gly Arg Ala Ser Lys Ala Asp

130 135 140

Gly Lys Thr Tyr Arg Phe Phe Asp Gln Leu Gln Ala Leu Glu Asn Asn

145 150 155 160

Pro Ser Ser His Ser Asn Ile Pro Pro Pro Pro Leu Ala Ala Thr Pro

165 170 175

Ile Thr Met Ala Met Pro Met Arg Ser Gly Asn Asn Ser Ala Asn Pro

180 185 190

Pro Met Pro Thr Pro Thr Pro Thr Pro Gln Asn His Asn His Phe Phe

195 200 205

Ser Val Ser Gln Lys Ser Val Val Thr Gly Ala Ala Gln Pro Ala Val

210 215 220

Met Thr Ala Pro Ala Leu Pro Leu Ser Gln Val Pro Ile Gly Asn Asn

225 230 235 240

Asn Leu Asn Gln Met His Arg Pro Gln Gly Asn Thr Thr Thr Thr Lys

245 250 255

Thr Ser Phe Leu Ser Asn Ser Thr Ser Ser Ser Ser Ser Thr Ser Ser

260 265 270

Asp Glu Asp Ile Gln Arg Arg Gln Met Lys Lys Arg Lys Trp Lys Glu

275 280 285

Phe Phe Glu Ser Leu Met Lys Asp Val Ile Glu Lys Gln Glu Glu Leu

290 295 300

Gln Lys Lys Phe Leu Glu Thr Leu Glu Lys Arg Glu Arg Asp Arg Leu

305 310 315 320

Met Arg Glu Glu Ala Trp Arg Val Gln Glu Met Ala Arg Leu Asn Arg

325 330 335

Glu His Asp Leu Leu Val Gln Glu Arg Ser Met Ala Ala Ala Lys Asp

340 345 350

Ala Thr Ile Ile Ala Phe Leu Gln Lys Ile Thr Glu Gln Gln Asn Thr

355 360 365

Gln Thr Pro Asn Ser Thr Asn Asn Thr Ser Pro Ser Pro Phe Pro Ile

370 375 380

Ala Gln Ile Gln Leu Lys Leu Ser Glu Lys Pro Phe Ser Thr Pro Pro

385 390 395 400

Gln Pro Gln Pro Gln Pro Ser Ala Thr Ala Val Ser Leu Pro Met Thr

405 410 415

Ile His Thr Pro Thr Pro Ala Pro Pro Gln Thr Leu Thr Leu Pro Val

420 425 430

Val Ser Ser Lys Ser Leu Glu Pro Pro Lys Ser Asp Asn Gly Gly Glu

435 440 445

Asn Phe Ser Pro Ala Ser Ser Ser Arg Trp Pro Lys Glu Glu Ile Glu

450 455 460

Ala Leu Ile Ser Leu Arg Thr Cys Leu Asp Leu Lys Tyr Gln Glu Asn

465 470 475 480

Gly Pro Lys Gly Pro Leu Trp Glu Glu Ile Ser Ser Gly Met Arg Lys

485 490 495

Ile Gly Tyr Asn Arg Asn Ala Lys Arg Cys Lys Glu Lys Trp Glu Asn

500 505 510

Ile Asn Lys Tyr Phe Lys Lys Val Lys Glu Ser Asn Lys Lys Arg Pro

515 520 525

Glu Asp Ser Lys Thr Cys Pro Tyr Phe His Gln Leu Glu Ala Leu Tyr

530 535 540

Lys Glu Lys Ala Lys Leu Glu Pro Val Pro His Asn Thr Thr Phe Gly

545 550 555 560

Leu Thr Pro Gln Asn Asn Pro Pro Pro Pro Pro Pro Pro Ile Met Ala

565 570 575

Gln Pro Glu Gln Gln Trp Pro Ile Pro Gln Asn Gln Leu His Gln Gln

580 585 590

Asn Arg Asp His His His Asp Asn Glu Ser Asp Ser Met Asp His Asp

595 600 605

Leu Glu Glu Asp Glu Asp Glu Asp Glu Glu Asp Glu Gly Asn Gly Tyr

610 615 620

Glu Ile Ile Ile Thr Asn Lys Gln Gln Ser Ser Ser Met Ala Ala Thr

625 630 635 640

Pro Val Thr Thr Thr Thr Ser Ala Ala Ala Val

645 650

<210> 3

<211> 1965

<212> DNA

<213> 番茄(Lycopersicon esculentum)

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caattggaag ccctggagaa cattacatct catcattctc taatgccagt accgtcgtct 480

aatacgcgtc ctccaccccc tccgttggaa gctactccaa taaatatggc tatgccaatg 540

gcatcatcaa atgtacaagt cacggcttca caaggtacta ttcctcatca tgttactatt 600

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aggtggccaa aagcagaagt tgaagcattg attaaacttc gtacaaattt agatgtcaaa 1440

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<211> 1956

<212> DNA

<213> 番茄(Lycopersicon esculentum)

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<210> 5

<211> 2717

<212> DNA

<213> 番茄(Lycopersicon esculentum)

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<211> 2364

<212> DNA

<213> 番茄(Lycopersicon esculentum)

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<213> 人工序列(Artificial Sequence)

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ccguuaucaa cuugaaaaag uggcaccgag ucggugc 97

<210> 8

<211> 97

<212> RNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 8

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ccguuaucaa cuugaaaaag uggcaccgag ucggugc 97

<210> 9

<211> 28

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 9

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<210> 10

<211> 79

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 10

Met Leu Gly Val Ser Ser Ser Leu Ile Ala Ser Ser Asn Thr Ser Ile

1 5 10 15

Thr Ala Gly Ala Ala Gly Asp Gly Ala Ala Ile Ser Ala Ala Pro Ser

20 25 30

Gln Leu Ala Pro Pro Pro Gln Glu Ala Pro Glu Arg Val Val Gly Val

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<210> 11

<211> 1966

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 11

atgctgggcg tttccggctt agtaagtagt gaaggtggtg gtgataatcc agaaagtcgg 60

tggaggagct ggaagcggag ggagtagtga gattggatta ggcggtggaa gtggcggcgg 120

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ggcatcatca aatgtacaag tcacggcttc acaaggtact attcctcatc atgttactat 600

ttcatcagca ccaccgccac cgaatagcct ttttgctcct tctcatcaaa atgctccgtc 660

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aattggatac aatcggaatg caaagagatg caaagaaaaa tgggaaaaca tcaacaaata 1560

cttcaagaag gtgaaggaga gcaacaaaaa acgacccgaa gattccaaaa cttgcccata 1620

tttccaccag ctcgatgcac tgtacaagga gaaagccaaa aaccccgaaa cagcttcttc 1680

aacgtcttcg ttcaatcctt cattcgcttt aaaccccgat aacaaccaaa tggctcccat 1740

catggctcgt ccagaacagc aatggccact tccacaacac catgaaagca ccacccgtat 1800

cgaccacgaa aacgagagcg acaacatgga tgaagatgat cacgatgatg aggaggatga 1860

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ggcggccgca aacaccacta ccagcaccgc aacaacaaca gtttga 1966

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<211> 1958

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 12

atgcttggtg tttcttcaag tttaatagct agcagtaata ctagtattac tgctggtgct 60

gcaggtgatg gagctgccat ttcggcagct ccatcacagt tagcaccgcc accacaagaa 120

gctccggaga gagtggtggg agtagtgaag gtggtggcgg tggaggagat ttgtcgattg 180

gcggtgaaga tggagaaagg aactcaggtg gaaatcgatg gccaaggcaa gaaactttag 240

ctttactgaa aattagatcg gaaatggatg ttgttttcaa agattcaagt cttaaaggac 300

cgttatggga agaagtttcc agaaaactcg cggagttggg ttatcatcga agtgctaaga 360

aatgtaaaga gaaattcgag aatgtttaca agtatcacag gagaaccaaa gatggtcgtg 420

cttcgaaagc agatggaaaa acttatcgat tctttgatca gttacaggct ttggaaaaca 480

atccatcttc tcattctaac ataccgccac ctccattagc agcaacaccc ataacaatgg 540

caatgccaat gcgatcagga aacaattcag caaatcctcc aatgccgacg ccaacgccaa 600

ctccacaaaa tcataatcat ttttttagtg tttcgcagaa aagtgttgtg acaggagcag 660

cgcagcctgc tgttatgact gcacctgcgc tgccactgtc acaagtgccg ataggtaata 720

ataacttgaa ccagatgcat cggcctcaag gtaatactac tactacaaaa acaagtttcc 780

tgtcgaattc aacttcatca tcatcttcaa cttcgtcgga tgaggatata caaaggaggc 840

agatgaagaa gcggaaatgg aaggaattct ttgagagttt aatgaaggat gtgattgaga 900

agcaagagga attgcagaag aagtttttgg aaacgctcga gaagcgcgag agggataggt 960

tgatgagaga ggaggcatgg agagtgcaag agatggctag attgaatagg gaacatgatc 1020

ttttagtcca agagagatca atggcagcag ctaaagacgc aacaatcatc gccttcttgc 1080

aaaaaataac tgaacagcaa aacacacaaa ccccgaatag tacaaataac acttctcctt 1140

ctccttttcc aattgctcaa attcaattaa aattgtccga aaagccattc agtacaccac 1200

cacaaccaca accacaacca tcagctaccg cggtatcact gccaatgaca atacatacac 1260

caacaccagc accaccacag acactgacat tacctgtagt atcatcaaaa tcacttgaac 1320

ctccaaaatc cgataatggt ggtgagaatt tctctccagc aagctcgtca agatggccga 1380

aagaagaaat cgaagcattg ataagtctcc gaacctgttt agatctaaaa taccaagaaa 1440

atggaccgaa aggaccactg tgggaagaaa tttcatctgg aatgagaaag ataggataca 1500

acaggaatgc aaagagatgc aaggaaaaat gggagaacat caacaagtac ttcaagaagg 1560

taaaagaaag caacaaaaaa agaccagaag attccaaaac ttgcccatat ttccaccagc 1620

tggaagcact gtacaaagaa aaagccaagc tcgaacctgt accacacaac actaccttcg 1680

gattaacacc ccaaaacaat cctcctcctc ctcctcctcc catcatggct caacccgagc 1740

aacaatggcc aattcctcaa aatcaacttc accagcaaaa tcgtgatcat catcacgata 1800

atgaaagcga cagcatggat cacgatttgg aagaggacga ggatgaggac gaagaagatg 1860

aaggtaatgg ctatgaaata ataatcacaa ataaacaaca atcatcatca atggcggcta 1920

ccccagtaac aacaacaact tctgctgctg cagtttaa 1958

Claims

1.蛋白质，其特征在于，包括如下步骤：所述蛋白质是SlGT-2和/或其同源蛋白SlGTL1；

所述SlGT-2是如下A1)、A2)或A3)的蛋白质：

A1)氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；

所述SlGTL1是如下A4)、A5)或A6)的蛋白质：

A4)氨基酸序列是序列表中序列2的蛋白质；

2.根据权利要求1所述的蛋白质，其特征在于：A2)所述蛋白质为SlGT-2+T，所述SlGT-2+T的氨基酸序列是序列表中序列9；

A5)所述蛋白质为SlGTL1+AG，所述SlGTL1+AG的氨基酸序列是序列表中序列10。

3.基因，其特征在于：所述基因为编码权利要求1所述SlGT-2的SlGT-2基因或编码权利要求1所述SlGTL1的SlGTL1基因、或编码权利要求2所述SlGT-2+T的SlGT-2+T基因或编码权利要求2所述SlGTL1+AG的SlGTL1+AG基因；

所述SlGT-2基因为如下B1)或B2)所示的基因：

B1)编码链的编码序列是序列表中序列3的cDNA分子或DNA分子；

B2)编码链的核苷酸是序列表中序列5的DNA分子；

所述SlGTL1基因，为如下B3)或B4)所示的基因：

B4)编码链的核苷酸是序列表中序列6的DNA分子；

4.一种调控植物果实形状的方法，其特征在于：包括如下步骤：抑制受体圆形果植物中权利要求3所述SlGT-2基因及权利要求3所述SlGTL1基因的表达，得到方形果的目的植物。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述抑制受体圆形果植物中权利要求3所述SlGT-2基因及权利要求3所述SlGTL1基因的表达是通过对植物中所述SlGT-2基因和所述SlGTL1基因的进行基因编辑实现的，所述基因编辑是借助CRISPR/Cas9系统实现的，所述CRISPR/Cas9系统包括表达含有Cas9和sgRNA的质粒，所述sgRNA为针对靶序列1的sgRNA1和针对靶序列2的sgRNA2，所述靶序列1为序列表中序列5的第40-59位，所述靶序列2为序列表中序列6的第116-136位。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述sgRNA1的核苷酸序列如序列表中序列7所示，所述sgRNA2的核苷酸序列如序列表中序列8所示。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述抑制受体圆形果植物中权利要求3所述SlGT-2基因及权利要求3所述SlGTL1基因的表达为下述X1和X2：

8.根据权利要求4-7任一所述的方法，其特征在于：所述植物为F1)-F4)中的任一种：

F1)管状花目植物；

F2)茄科植物；

F3)番茄属植物；

F4)番茄。

9.调控植物果型的试剂，其特征在于：所述试剂的活性成分为抑制权利要求3所述SlGT-2基因和权利要求3所述SlGTL1基因的表达、降低权利要求1所述SlGT-2蛋白和权利要求1所述SlGTL1蛋白的丰度、和/或敲除权利要求3所述SlGT-2基因和权利要求3所述SlGTL1基因的物质。

10.权利要求1所述的蛋白、权利要求3所述的基因或权利要求9所述的试剂在调控植物果实形状和/或果胶含水量中的应用。

11.权利要求4-8所述的方法在调控植物果胶含水量中的应用。