(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210492980.6 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 南京农业大 学 地址 210095 江苏省南京市玄武区卫岗1号 (72)发明人 吴巨友　曹鹏　汤超　吴潇　王鹏　 张绍铃　齐开杰　谢智华　孔佳君　 (74)专利代理 机构 南京天华专利代理有限责任 公司 32218 专利代理师 吴爽　徐冬涛 (51)Int.Cl. C12N 9/10(2006.01) C12N 15/54(2006.01) C12N 15/82(2006.01) C12N 15/11(2006.01) A01H 5/02(2018.01)A01H 6/74(2018.01) (54)发明名称 梨胼胝质合成酶PbrCalS5及其编码基因和 应用 (57)摘要 本发明属于植物基因工程技术领域， 具体涉 及梨胼胝质合成酶PbrCalS5及其编码基因和应 用； 所述胼胝质合成酶PbrCalS5， 其为如下a） 或 b)中的任一种： a） 其氨基酸序列如SEQ  ID No.2 所示； b） 将SEQ  ID NO.2的氨基酸序列经过一个 或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加 且与植物 合成胼胝质相关的蛋白质。 本发明提供 的梨胼胝质合成酶 PbrCalS5 基因， 经生物学功能 验证具有促进花粉管生长的作用； 敲低表达所述 的PbrCalS5能够显著降低花粉管细胞壁中胼胝 质的含量， 抑制花粉管生长； 本发明提供的 PbrCalS5促进 植物花粉管生长， 为梨的生产 指导 工作提供理论依据， 有利于降低农业生产成本， 提高经济效益。 权利要求书1页 说明书8页 序列表11页 附图3页 CN 114908068 A 2022.08.16 CN 114908068 A 1.梨胼胝质合成 酶PbrCalS5， 其特 征在于， 其 为如下a） 或b)中的任一种： a） 其氨基酸序列如SEQ  ID No.2所示； b） 将SEQ ID NO.2 的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基 的取代和/或缺失和/或 添加且与植物合成胼胝质相关的蛋白质。 2.编码权利要求1所述的梨 胼胝质合成 酶PbrCalS5的基因。 3.根据权利要求2所述的基因， 其特 征在于， 其 为如下1)~2)中的任一种： 1） 其核苷酸序列如SEQ  ID No.1所示； 2） 与SEQ ID No.1具有80%以上、 85%以上、 90%以上、 95%以上、 98%以上或99%以上同源 性， 且编码合成胼胝质相关蛋白的DNA分子 。 4. 扩增权利要求2或3所述基因 的全长或任一片段的引物对； 优选的， 所述的引物对为 SEQ ID No.3和SEQ ID No.4。 5.含有权利要求2或3所述基因的重组表达载体、 表达盒、 转基因细胞系 、 重组菌。 6. 含有权利要求2或3所述基因的反义寡核苷酸引物， 其特征在于， 其引物序列如SEQ   ID No.5。 7. 含有权利要求2或3所述基因的正义寡核苷酸引物， 其特征在于， 其引物序列如SEQ   ID No.6。 8.权利要求1所述的胼胝质合成酶 PbrCalS5 ， 和/或， 权利要求2或3所述的基因， 和/或 权利要求5所述的重组表达载体、 表达盒、 转基因细胞系、 重组菌， 和 /或， 权利要求6所述的 反义寡核苷酸引物中的至少一种在调控花粉管生长中的应用； 优选的， 所述植物为梨； 更优 选为砀山酥梨。 9.根据权利要求8所述的应用， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1） 提供权利要求2或3所述的梨 胼胝质合成 酶PbrCalS5 的基因； 2） 对所述的梨 胼胝质合成 酶PbrCalS5 的基因设计反义寡核苷酸引物； 3） 将所述反义寡核苷酸引物转入花粉管细胞， 获得敲低 梨胼胝质合成酶基因 PbrCalS5 表达后的花粉管。 10.一种促进/抑制花粉管生长的方法， 其特 征在于， 其 为如下A） 或B)中的任一种： A） 促进花粉管生长的方法： 所述方法包括 提高花粉管中权利要求1所述的合成 酶PbrCalS5的含量和/或活性； 优选的， 所述提 高花粉管中权利 要求1所述的合成酶PbrCalS5的含量和/或活性通过提 高花粉管中所述的合成 酶PbrCalS5的编码基因的表达量 来实现； B） 抑制花粉管生长的方法： 所述方法包括降低花粉管中权利要求1所述的合成 酶PbrCalS5的含量和/或活性； 优选的， 所述降低花粉管中权利 要求1所述的合成酶PbrCalS5的含量和/或活性通过敲 低花粉管中所述的合成 酶PbrCalS5的编码基因的表达量 来实现。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114908068 A 2梨胼胝质合成酶PbrCalS5及其编码基因和应用 技术领域 [0001]本发明属于植物基因工程技术领域， 具体涉及 梨胼胝质合成酶PbrCalS5及其编码 基因和应用。 背景技术 [0002]成功的授粉和受精是坐果的基础， 精子细胞通过花粉管输送到胚珠是这一过程的 关键。 在被子植物中， 花粉管通过花柱将精子细胞输送到子房， 然后花粉管尖端爆裂， 将精 子细胞释放到胚囊中， 从而实现受精(Xie  et al.2010)。 因此， 花粉 管生长在果树生产中起 着重要作用。 [0003]花粉管的生长与许多因素有关， 细胞壁的作用有助于保证花粉管的完整性。 花粉 管细胞壁具有多种功能， 控制细胞形状、 保护细胞免受机械损伤、 抵抗膨胀压力等 (Geitmann  and Steer 2006)。 胼胝质是一种多糖， 在植物细胞壁发育的特定阶段在特化细 胞中产生， 作为植物细胞特殊细胞壁或与细胞壁相关的结构组成部分(Chen  and Kim  2014)。 胼胝质多在植物遭遇胁迫应激时合 成， 然而在植物 生殖生长过程中胼胝质作为一种 结构成分沉积在生长的花粉管中(Nishikawa  et al.2005)。 花粉管细胞壁不同于植物营养 细胞的细胞壁组分， 胼胝质是花粉管细胞壁的重要组成成分， 烟草花粉管中胼胝质的含量 达80％以上(Schl üpmann and Read 1994)。 CalS是合成胼胝质的关键基因(Stasinopou los  et al.1999)， 其功能对花粉管生长意义重大。 然而， 梨中关于CalS调控花粉管生长的研究 未见报道。 [0004]梨是世界上的大宗果树， 面积和产量居于我国水果产业的前三位， 其产量关乎农 民的经济收益， 成功授粉受精是保证梨产量的前提， 花粉管正常生长是实现双受精的关键， 关乎梨产业发展。 花粉管生长是一个复杂的过程， 需要众多与细胞壁合成相关的基因参与 管壁物质的沉积、 重塑。 因此， 本研究开展关于调控果树花粉 管中胼胝质合 成的基因克隆及 功能研究， 研究结果 为调控梨生殖生长奠定基础， 同时对提高果 树经济效益具有重要意 义。 发明内容 [0005]针对现有技术的不足， 本 发明的目的在 于提供梨胼胝质合成酶PbrCalS5及其编码 基因和应用。 [0006]为了实现上述发明目的， 本发明提供以下技 术方案： [0007]第一方面， 本发明保护梨 胼胝质合成 酶PbrCalS5， 其 为如下a)或b)中的任一种： [0008]a)其氨基酸序列如SEQ  ID No.2所示； [0009]b)将SEQ ID NO.2的氨基酸序列经过一个 或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/ 或添加且与植物合成胼胝质相关的蛋白质。 [0010]第二方面， 本发明还保护编码前述的梨 胼胝质合成 酶PbrCalS5的基因。 [0011]作为本申请的优选技 术方案， 所述基因其 为如下1)～ 2)中的任一种： [0012]1)其核苷酸序列如SEQ  ID No.1所示；说　明　书 1/8 页 3 CN 114908068 A 3