本發(fā)明屬于植物基因工程。具體涉及番茄slavt6a基因通過影響番茄液泡內氨基酸轉運從而調節(jié)氨基酸進入次生代謝途徑，進一步影響揮發(fā)物萜類積累及果實產量中的應用。

背景技術：

1、番茄(solanum?lycopersicum)起源于南美洲，是全球主栽的園藝作物之一，因其具有特有的甜酸風味受到人們的青睞。在番茄實際生產中，其代謝物在生長發(fā)育、品質形成和抵抗不良環(huán)境過程中發(fā)揮了重要作用。番茄的代謝物主要包括蛋白質、氨基酸、脂肪、糖類及核酸等初生代謝物和由初生代謝產物進一步反應而生成的酚類、萜類和生物堿類化合物等次生代謝物。當外界環(huán)境變化時，氨基酸代謝會發(fā)生可塑性改變以滿足特殊的細胞需求并調節(jié)特定的生長和發(fā)育途徑。氨基酸組成蛋白質骨架，作為酶參與各種生理生化反應；作為轉運體，裝載運輸不同的物質。此外，氨基酸在維持細胞正常形態(tài)、氧化產能和減輕重金屬離子毒害等方面發(fā)揮作用，進而增強植物對脅迫的抵抗能力。

2、植物中的氨基酸代謝和再分配是一個復雜的過程，涉及多個細胞器和組織的協調作用，需要跨膜運輸將氨基酸分配到不同的細胞器。氨基酸在細胞內或細胞間的運輸都是由專門的膜蛋白——氨基酸轉運蛋白來促進的。這些轉運蛋白對不同氨基酸具有不同的親和力和特異性，在植物的生長和發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。液泡是細胞內過剩氨基酸的主要儲存庫，對于維持細胞質氨基酸的穩(wěn)態(tài)和應對代謝需求至關重要。氨基酸液泡轉運蛋白(avts)屬于氨基酸轉運蛋白(atf)家族，負責細胞質與液泡之間的氨基酸交換，從而確保氨基酸在細胞器之間的適當分配，以維持細胞質穩(wěn)態(tài)和其他代謝功能。已經在擬南芥和水稻中克隆了avts，它們分別屬于氨基酸轉運蛋白樣(atl)家族和芳香族及中性氨基酸轉運蛋白(ant)亞型。atant1和atavt3a-c有助于運輸芳香族和中性氨基酸，以及生長素，盡管它們的生理意義尚未完全闡明。水稻的研究表明，osatl6參與了在nh4+富集條件下根液泡中谷氨酰胺的暫時儲存。此外，osatl14與水稻馴化過程中種皮顏色的變化有關，而osatl15則與thx的攝取和分布有關，從而賦予了植物對褐飛虱的抗性。然而，這些研究主要集中在轉運活性的識別及其對植物生長的影響上，而氨基酸在液泡內動態(tài)變化的分子機制及其對植物次生代謝變化和生長發(fā)育的影響仍不清楚。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是分離一種番茄slavt6a基因，在酵母突變株中驗證具有廣譜性氨基酸轉運功能并發(fā)現其定位于液泡膜。在番茄植株中對此基因進行超量和敲減表達，發(fā)現改變slavt6a基因的表達量可以改變番茄中氨基酸含量，影響次生揮發(fā)物萜類的合成和果實產量，證實了該基因的生物學功能及應用途徑。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、本發(fā)明第一方面通過全基因組關聯分析(mgwas)的方法，定位到番茄slavt6a基因，其核苷酸序列如seq?id?no.1所示，并發(fā)現該基因在調控番茄果實產量中的應用；所述應用的途徑為通過超表達slavt6a基因，使番茄果實產量提高。

4、進一步地，所述超表達slavt6a基因，使番茄果實產量提高，包括以下步驟：

5、(1)抽提番茄葉片總rna，反轉錄獲得cdna，以cdna為模板，用引物slavt6a-f和slavt6a-r進行pcr擴增；

6、slavt6a-f：5’-aaaaagcaggcttaatggctctagccaaaaatgg-3’；

7、slavt6a-r：5’-agaaagctgggtactatagcctatttccactcatattg-3’；

8、(2)將步驟(1)擴增獲得的pcr產物通過gateway克隆技術的bp反應連入pdonr207入門載體，篩選陽性克隆并測序確認，獲得slavt6a基因全長cdna，再通過gateway克隆技術的lr反應連入超表達載體pbi121，構建出pbi121-slavt6a載體；

9、(3)將步驟(2)中構建的pbi121-slavt6a載體通過農桿菌介導的番茄遺傳轉化體系導入到番茄植株中。

10、本發(fā)明第二方面提供了上述番茄slavt6a基因在調控番茄次生代謝物萜類物質含量中的應用；所述應用的途徑為通過超表達slavt6a基因，使番茄株系的萜類總含量上升。

11、進一步地，所述應用的途徑為番茄slavt6a基因通過調控氨基酸轉運，影響mva和mep途徑代謝通量，進而影響下游次生代謝途徑，以影響番茄次生代謝物萜類物質含量。

12、進一步地，所述超表達slavt6a基因，使番茄株系的萜類總含量上升，包括以下步驟：

13、(1)抽提番茄葉片總rna，反轉錄獲得cdna，以cdna為模板，用引物slavt6a-f和slavt6a-r進行pcr擴增；

14、slavt6a-f：5’-aaaaagcaggcttaatggctctagccaaaaatgg-3’；

15、slavt6a-r：5’-agaaagctgggtactatagcctatttccactcatattg-3’；

16、(2)將步驟(1)擴增獲得的pcr產物通過gateway克隆技術的bp反應連入pdonr207入門載體，篩選陽性克隆并測序確認，獲得slavt6a基因全長cdna，再通過gateway克隆技術的lr反應連入超表達載體pbi121，構建出pbi121-slavt6a載體；

17、(3)將步驟(2)中構建的pbi121-slavt6a載體通過農桿菌介導的番茄遺傳轉化體系導入到番茄植株中。

18、本發(fā)明第三方面提供了一種含有上述番茄slavt6a基因超量表達載體以及該載體在調控番茄果實產量中的應用。

19、進一步地，所述應用的途徑為將所述超量表達載體轉入番茄植株，使番茄果實產量提高。

20、本發(fā)明第四方面提供了一種含有上述番茄slavt6a基因超量表達載體以及該在調控番茄次生代謝物萜類物質含量中的應用。

21、進一步地，所述應用的途徑為將所述超量表達載體轉入番茄植株，使番茄株系的萜類總含量上升。

22、與現有技術相比，本發(fā)明具有以下效果：

23、通過轉基因材料檢測進一步驗證了slavt6a在調控氨基酸在液泡中轉運的功能，及其影響次生萜類揮發(fā)物合成和果實產量方面的作用，這能夠提供了通過改變初生代謝物氨基酸的通量，進而影響次生代謝途徑并增強番茄抗逆能力的思路，為利用代謝物提升作物環(huán)境適應性提供了策略，對于培育高品質的番茄新品種將具有重要的指導意義。

24、下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

技術特征：

1.番茄slavt6a基因在調控番茄果實產量中的應用，其特征在于，所述番茄slavt6a基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示；所述應用的途徑為通過超表達slavt6a基因，使番茄果實產量提高。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述超表達slavt6a基因，使番茄果實產量提高，包括以下步驟：

3.番茄slavt6a基因在調控番茄次生代謝物萜類物質含量中的應用，其特征在于，所述番茄slavt6a基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示；所述應用的途徑為通過超表達slavt6a基因，使番茄株系的萜類總含量上升。

4.根據權利要求2所述的的應用，其特征在于，所述應用的途徑為番茄slavt6a基因通過調控氨基酸轉運，影響mva和mep途徑代謝通量，進而影響下游次生代謝途徑，以影響番茄次生代謝物萜類物質含量。

5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述超表達slavt6a基因，使番茄株系的萜類總含量上升，包括以下步驟：

6.一種超量表達載體在調控番茄果實產量中的應用，其特征在于，所述超量表達載體含有權利要求1中番茄slavt6a基因。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述應用的途徑為將所述超量表達載體轉入番茄植株，使番茄果實產量提高。

8.一種超量表達載體在調控番茄次生代謝物萜類物質含量中的應用，其特征在于，所述超量表達載體含有權利要求1中番茄slavt6a基因。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述應用的途徑為將所述超量表達載體轉入番茄植株，使番茄株系的萜類總含量上升。

技術總結
本發(fā)明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及番茄SlAVT6A基因在調控氨基酸轉運影響番茄萜類含量和果實產量中的應用。所述番茄SlAVT6A基因通過影響番茄液泡內氨基酸轉運從而調節(jié)氨基酸進入次生代謝途徑，進一步影響揮發(fā)物萜類積累及果實產量。本發(fā)明通過全基因組關聯分析(mGWAS)的方法，定位到與番茄氨基酸含量顯著相關的SlAVT6A基因，進一步實驗驗證發(fā)現其定位于液泡膜，且具有外排氨基酸的功能，在番茄植株中對此基因進行超量和敲減表達，發(fā)現改變SlAVT6A基因的表達量可以改變番茄中氨基酸含量，影響次生揮發(fā)物萜類的合成和果實產量，證實了該基因的生物學功能及應用途徑。

技術研發(fā)人員：郝英辰,王守創(chuàng),王小龍,郭朗臣,向麗君,郭子菲
受保護的技術使用者：海南大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15