本發(fā)明屬于黃瓜基因工程，具體涉及利用crispr/cas9系統(tǒng)對黃瓜csht16基因進行編輯，進而創(chuàng)制矮化株型及短果把黃瓜種質。

背景技術：

1、黃瓜(cucumis?sativus?l.)是葫蘆科植物，是世界上廣泛種植的重要蔬菜作物之一。株高對于栽培管理和產量具有重要影響，矮化株型生長緊湊，適應密植，能充分利用土地和光照，在不影響黃瓜產量的前提下，創(chuàng)制矮化株型黃瓜品種，對生產上培育壯苗、防治徒長有重要作用。在不改變果實產量及品質的前提下，縮短黃瓜果實瓜把，增加可食用部分，符合市場和消費者需求。csht16突變體黃瓜果實短粗，瓜把變短，對培育不同外觀品質黃瓜具有重要意義。

2、csht16編碼的是一個黃瓜的己糖轉運蛋白。己糖轉運蛋白是植物單糖轉運蛋白大家族中的一個亞族，在擬南芥、水稻和葡萄上分別簡稱為stp、mst和ht。己糖轉運蛋白具有12個跨膜結構域，跨膜結構域之間相互作用形成中央孔隙，從而使可溶性己糖順利通過疏水膜(büttner?and?sauer,2000)。在擬南芥中一共有14個stp亞族成員，其中有6個(atstp2,atstp4,atstp6,atstp9,atstp10,atstp11)主要或是特異在花藥或花粉發(fā)育的特定時期表達并起作用(schneidereit?ect.2003,2005)。相似的情況同樣在水稻中發(fā)現(xiàn)，水稻中的己糖轉運蛋白亞族osmsts與擬南芥的stps同源。osmst8主要在雄配子體發(fā)育早期的絨粘層細胞和小孢子時期直至成熟的花粉中表達(oliver?et?al.2007a)。而osmst7則主要在發(fā)育后期的花粉粒和花藥壁上表達，絨粘層上卻沒有表達(oliver?et?al.2007b)?；ㄖ斜磉_的己糖轉運蛋白的功能更多是與花粉發(fā)育或花粉管伸長相關。

3、除了花中存在大量的己糖轉運蛋白外，在果實中也發(fā)現(xiàn)了大量的己糖轉運蛋白。已知成熟葡萄中的可溶性糖含量占其干重的65％～91％，這些糖大部分于葡萄成熟后期通過質外體途徑運輸至葡萄果肉中(zhang?et?al.,2006)。有研究通過基因芯片技術分析了葡萄庫組織中一些可能的己糖轉運蛋白，表明葡萄當中的vvht2，vvht3和vvht11均為stp亞族成員，其在葡萄坐果至成熟過程中具有較高的表達量，由此可推測這些轉運蛋白在果實維管束組織中起著質外體卸載的功能(afoufa?et?al.,2010)。另有研究表明，儲存于成熟番茄果實中的己糖70％～80％是通過單糖轉運蛋白運輸進去的(mccurdy?et?al.,2010)。雖然已經(jīng)被鑒定和報道的己糖轉運蛋白基因已經(jīng)很多，但是他們單一基因的突變卻很少被發(fā)現(xiàn)會給植株帶來明顯的表型變化。

4、申請人首次發(fā)現(xiàn)，csht16突變體黃瓜果實變短粗，瓜把變短，因此，本發(fā)明的技術方案對培育不同外觀品質黃瓜具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了csht16基因在控制黃瓜株型和/或果實外形中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

2、本發(fā)明的另一個目的在于提供了csht16基因在制備矮化黃瓜中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

3、本發(fā)明的最后一個目的在于提供了csht16基因在制備瓜把縮短的黃瓜中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

4、為了達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術措施：

5、本發(fā)明的保護范圍包括：

6、csht16基因在控制黃瓜株型和/或果實外形中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

7、csht16基因在制備矮化黃瓜株型和/或黃瓜果實的瓜把縮短的黃瓜中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

8、以上所述的應用，優(yōu)選的，所述的基因為seq?id?no.1所示。

9、以上所述的應用，具體為：

10、敲除、抑制或沉默黃瓜中csht16蛋白的編碼基因來矮化黃瓜的株型和/或縮短黃瓜果實的瓜把。

11、以上所述的應用中，優(yōu)選的，所述的敲除采用的是crispr/cas9系統(tǒng)，所述系統(tǒng)中grna的靶位點為gacacgtaagttcggtcgt。

12、以上所述的應用中，優(yōu)選的，獲得編輯后的黃瓜含有seq?id?no.3所示基因。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

14、(1)申請人首次披露黃瓜csht16基因可用于創(chuàng)制矮化株型及短果把黃瓜種質。

15、(2)相對于傳統(tǒng)的育種方式，本發(fā)明所提供的創(chuàng)制方法能快速獲得csht16突變體黃瓜植株。

16、(3)本發(fā)明利用crispr/cas9基因編輯技術創(chuàng)制黃瓜csht16突變體材料，通過自交獲得純合系，比傳統(tǒng)育種更加省時。

技術特征：

1.?csht16基因在控制黃瓜株型和/或果實外形中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

2.?csht16基因在制備矮化黃瓜株型和/或黃瓜果實的瓜把縮短的黃瓜中的應用，所述的csht16基因編碼的蛋白質為seq?id?no.2所示。

3.?根據(jù)權利要求1或2所述的應用，所述的基因為seq?id?no.1所示。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的應用，其特征在于：敲除、抑制或沉默黃瓜中csht16蛋白的編碼基因來矮化黃瓜的株型和或縮短黃瓜果實的瓜把。

5.根據(jù)權利要求4所述的應用，所述的敲除采用的是crispr/cas9系統(tǒng)。

6.根據(jù)權利要求5所述的應用，所述系統(tǒng)中grna的靶位點為gacacgtaagttcggtcgt。

7.?根據(jù)權利要求6所述的應用，所述應用過程獲得的黃瓜含有seq?id?no.3所示基因。

技術總結
本發(fā)明公開了CsHT16基因在控制黃瓜株型和果實外形中的應用。本發(fā)明屬于基因工程技術領域，通過CRISPR/Cas9技術對黃瓜CsHT16基因進行基因編輯，并進一步篩選獲得突變體，后代篩選到純合編輯黃瓜矮化材料。本發(fā)明得到的黃瓜植株株型矮化，充分利用空間，獲得短把粗壯果實，增加可食用部分，具有重要的應用價值。

技術研發(fā)人員：成金桃,朱夢甜,文蘇瑩,李可欣,周奕軒,別之龍
受保護的技術使用者：華中農業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/19