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一种茄子SmCYP82C1基因及其应用

花匠小妙招
2025-06-17 16:32

本发明属于植物分子生物学和遗传工程领域，涉及茄子 smcyp82c1基因及其在提高植物耐冷性中的应用。

背景技术：

1、茄子（学名： solanummelongenal.），作为茄科植物中的一种重要蔬菜作物，以其丰富的营养价值和独特的口感，在世界各地广泛种植。茄子是喜温植物，最适生长温度为25-30°c。我国茄子生产以早春栽培为主，早春栽培易受低温冷害影响，导致植株生长缓慢、落花落果、果实畸形等，严重影响了茄子的产量和品质，对茄子生产造成巨大威胁。低温冷害已发展成为影响茄子生产的主要非生物胁迫因素之一，是生产中亟须解决的难题。

2、为了应对这一挑战，科学家们一直在寻找提高茄子抗寒性的方法。传统育种方法通过选择和杂交具有优良性状的品种来提高作物的抗性，但这种方法周期长、效率低，且受到亲本遗传背景的限制。随着现代分子生物学技术的发展，尤其是基因工程技术的应用，为培育高产、抗逆新品种提供了新的思路和方法。

3、因此，挖掘和利用茄子中抗寒基因，解析其调控机制，并应用于茄子耐寒分子育种，对于提高茄子的耐冷性、保障茄子产业的可持续发展具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明通过现代分子生物学技术，成功克隆了茄子中的一个cyp450家族成员—— smcyp82c1基因，通过克隆和功能验证，证明了 smcyp82c1基因在提高茄子耐冷性中的重要作用。

2、发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种茄子 smcyp82c1基因，所述基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

3、进一步地，所述基因编码的氨基酸序列如seq id no:2所示。

4、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

5、本发明通过分子生物学技术成功克隆了茄子中的 smcyp82c1基因，这一基因在茄子对低温胁迫的响应中起着至关重要的作用。通过在拟南芥中的异源过表达实验，本发明显示了 smcyp82c1基因能够显著提高转基因植物的耐冷性，这主要表现在转基因植株在冷胁迫条件下的活性氧（如o2−和h2o2）积累减少，抗氧化系统酶活性提高，以及渗透调节物脯氨酸含量的增加。这些生理生化指标的变化表明， smcyp82c1基因的过表达有助于保护植物细胞膜免受冷害引起的氧化损伤，并提高植物对渗透胁迫的适应能力。因此，本发明不仅为茄子耐寒分子育种提供了一个重要的基因资源，而且为其他茄科作物乃至更多植物的冷胁迫响应研究和遗传改良提供了新的策略和理论依据。此外，本发明的应用还可能扩展到通过基因工程手段改良其他非生物胁迫抗性，从而在农业生产中实现更广泛的应用价值。

6、本发明还提供了一种用于克隆所述茄子 smcyp82c1基因的引物组合物，包括序列如seq id no:3所示的第一上游引物和序列如seq id no:4所示的第一下游引物。

7、与现有技术相比，本发明克隆引物组合物的有益效果为：

8、本发明克隆引物组合物特别设计用于精确识别并扩增茄子基因组中的 smcyp82c1基因序列，确保了高效率和高保真度的克隆过程。该特异设计的引物组合物减少了非特异性扩增的风险，提高了克隆目标基因的成功率。此外，本发明的引物组合物还有助于简化实验操作流程，缩短了实验时间，降低了成本，使得茄子 smcyp82c1基因的克隆过程更加高效和经济。这些优点不仅促进了茄子耐寒相关基因的快速鉴定和功能研究，而且为茄子分子育种和遗传改良提供了一个强有力的工具，有助于加速茄子耐寒新品种的开发进程。

9、本发明还提供了一种用于鉴定茄子 smcyp82c1基因表达的引物组合物，包括序列如seq id no:5所示的第二上游引物和序列如seq id no:6所示的第二下游引物。

10、与现有技术相比，本发明鉴定引物组合物的有益效果为：

11、本发明的鉴定引物组合物专门设计用于茄子中 smcyp82c1基因的表达分析，确保了在不同生物学条件下对 smcyp82c1基因表达的准确检测。这种特异设计的引物组合物提高了检测的灵敏度和特异性，减少了非特异性扩增，从而提供了更为可靠的基因表达数据。此外，本发明的引物组合物还有助于实现对茄子在不同发育阶段或不同环境胁迫下 smcyp82c1基因表达模式的快速、准确分析，这对于深入理解该基因在茄子生长发育和逆境响应中的功能至关重要。这些优点不仅促进了茄子耐寒相关基因的功能性研究，而且为茄子的分子育种和遗传改良提供了一个精确的工具，有助于培育出具有优良耐寒性状的新品种。

12、本发明还提供了一种增强植物耐冷性的方法，通过在植物中异源表达所述茄子 smcyp82c1基因，以增强所述植物对冷胁迫的耐受性。

13、与现有技术相比，本发明方法的有益效果为：

14、本发明增强植物耐冷性的方法，利用分子生物学手段直接对植物的耐寒性进行遗传改良，不仅提高了植物在低温条件下的生长活力和存活率，还减少了冷害对植物生长发育的负面影响。通过转基因技术， smcyp82c1基因的表达能够在植物细胞内产生一系列的生理生化反应，增强了植物的抗氧化防御系统，提高了渗透调节物质的积累，从而保护植物细胞结构和功能，减轻了冷胁迫引起的氧化损伤和渗透胁迫。这种方法的应用不仅为茄子，也为其他作物提供了一种有效的耐冷性改良策略，有助于提高作物在多变气候条件下的生产力和稳定性，对于农业生产和食品安全具有重要的实际意义。

15、本发明还提供了一种用于测定茄子对冷胁迫反应的方法，通过测定茄子 smcyp82c1基因的表达量来评估茄子对冷胁迫的反应。

16、与现有技术相比，本发明方法的有益效果为：

17、本发明用于测定茄子对冷胁迫反应的方法，提供了一个快速、准确且直接的分子标记，用于评估茄子在面临低温环境时的生理状态和耐寒性。通过监测 smcyp82c1基因的表达变化，研究人员和育种专家能够更加精确地了解茄子对冷胁迫的适应性和反应机制，从而为茄子的耐寒育种提供重要的数据支持。

18、本发明还提供了一种用于茄子分子育种的方法，利用所述茄子 smcyp82c1基因开发分子标记，以筛选具有增强耐冷性的茄子品种。

19、与现有技术相比，本发明方法的有益效果为：

20、本发明育种方法允许育种专家在茄子种质资源中快速识别和选择那些 smcyp82c1基因表达量高、可能具有更强耐冷性的个体，从而加速耐寒品种的选育过程。与现有技术相比，使用 smcyp82c1基因作为分子标记可以显著提高育种的精确性和效率，因为它直接关联到茄子的耐寒性状。这种方法不仅减少了传统育种过程中对环境条件的依赖和漫长的选择周期，还有助于降低育种成本和资源消耗。

21、本发明还提供了一种用于制备转基因植物的载体，所述载体包含所述茄子 smcyp82c1基因。

22、与现有技术相比，本发明方法的有益效果为：

23、本发明提供的用于制备转基因植物的载体，通过将茄子 smcyp82c1基因插入到该载体中，实现了该基因在不同植物中的高效表达。这种载体的应用不仅提高了转基因植物的耐冷性，而且为植物遗传改良提供了一个稳定和可靠的基因传递系统。

24、本发明还提供了一种用于提高植物耐冷性的组合物，所述组合物包含所述茄子 smcyp82c1基因的表达产物。

25、与现有技术相比，本发明方法的有益效果为：

26、本发明提供的用于提高植物耐冷性的组合物，通过茄子 smcyp82c1基因的表达产物增强植物对低温环境的适应能力，显著提升植物在冷胁迫下的存活率和生长表现。