[發(fā)明專利]一個(gè)控制番茄茸毛發(fā)生的關(guān)鍵基因Wo的克隆及應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010234223.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101985623A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李漢霞;楊長(zhǎng)憲;葉志彪;王濤濤;張俊紅;張余洋;盧永恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/113;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本專利屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一個(gè)控制番茄茸毛發(fā)生的關(guān)鍵基因Wo的克隆，功能鑒定及應(yīng)用。該基因在調(diào)節(jié)番茄茸毛的數(shù)量和類型等方面具有顯著的功能，可以在番茄抗蟲，抗病毒等方面進(jìn)行應(yīng)用。該基因純合后可以導(dǎo)致胚胎致死，也是番茄胚胎發(fā)育的關(guān)鍵基因。?

技術(shù)背景

利用植物體表皮茸毛組織結(jié)構(gòu)作為植物抵抗、驅(qū)逐植食性害蟲是植物進(jìn)化過(guò)程中形成的防御機(jī)制之一。植物表皮毛是一種特化的單細(xì)胞或多細(xì)胞表皮結(jié)構(gòu)，包括腺體茸毛和非腺體茸毛，是研究植物細(xì)胞分化調(diào)控的一種模式材料。表皮茸毛作為植物防御的第一道屏障，通過(guò)空間障礙和分泌次生代謝物，可延緩、驅(qū)逐、毒殺植食性害蟲危害，同時(shí)間接防止害蟲攜帶的病毒的侵染。番茄多茸毛突變體(Wo)具有這樣的一些功能，同時(shí)該基因純合(WoWo)后導(dǎo)致胚胎致死，其雜合子(Wowo)則能正常發(fā)育。在植物中這種自發(fā)形成的半顯性致死基因相當(dāng)少見(jiàn)，因此番茄茸毛基因的研究既具有揭示茸毛基因與胚胎發(fā)育內(nèi)在關(guān)系的理論意義，又有對(duì)番茄遺傳育種的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。?

番茄中的表皮茸毛分為7種類型：其中I、IV、VI、VII型屬于有腺體類型；II、III、V型屬于無(wú)腺體類型(Luckwill，1943)。Serna等(2006)認(rèn)為番茄7種類型的茸毛可能具有不同的調(diào)控途徑。番茄單基因(Woolly，Wo)突變體導(dǎo)致多種類型的茸毛密度增加，這說(shuō)明不同類型茸毛的發(fā)育調(diào)控具有共同的調(diào)控因子。番茄多茸毛突變體最先在美國(guó)的新澤西州發(fā)現(xiàn)，Porte獲得這一突變體并將這一性狀命名為Angora，Young和Arthur(1947)從Porte處獲得這一材料并將這一多茸毛性狀更名為Woolly(Wo)。目前為止，在番茄遺傳資源中心(TGRC)收集了17種有關(guān)Wo基因的突變體材料(共有4個(gè)位點(diǎn)突變?cè)斐?，包括純合致死和純合可育兩種類型，其中，Wo^--、Wo^v、Wo^mz為純合致死突變，Wo^m為純合可育突變。這為我們研究該基因的功能提供了豐富的種質(zhì)資源。?

在番茄種質(zhì)材料中，普通番茄品種體表茸毛稀少，而多毛突變體植株體表茸毛密集，從而具有抗蟲防病毒的特性(圖1)。在番茄育種中已成功利用了多茸毛對(duì)蚜蟲和黃瓜花葉病毒(CMV)的抵抗特性，培育出多個(gè)抗性品種。例如，我國(guó)目前栽培面積較大的番茄F1品種-毛粉802，總呈現(xiàn)多毛和少毛兩種表型植株(呈1∶1分離)，在生產(chǎn)上我們只需要保留多茸毛植株，而汰除不具備抗蚜蟲特性的少茸毛植株(占50％)，就可以達(dá)到抗蟲防病毒的效果。?

Rick和Butler(1956)利用形態(tài)標(biāo)記將Wo基因定位于第二條染色體長(zhǎng)臂的中間區(qū)段。Tanksley(1992)繪制的番茄遺傳圖譜顯示，Wo基因位于基因prx-2下部，prx-2與標(biāo)記CT38處于相同的染色體位置，即Wo基因位于標(biāo)記CT38下部。番茄第二條染色體上CT38下部共有161個(gè)分子標(biāo)記，包括8個(gè)SSR標(biāo)記、65個(gè)CAPs標(biāo)記、87個(gè)AFLP標(biāo)記和1個(gè)SNP標(biāo)記(Tomato-EXPEN2000)。從番茄第二條染色體ILs圖譜可以看出標(biāo)記CT38位于IL2-3上。由此推斷Wo基因位于IL2-3和IL2-5上。至于番茄茸毛基因Wo的精細(xì)定位、分離和克隆，茸毛分化發(fā)育的調(diào)控途徑以及導(dǎo)致純合胚胎致死的原因還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)深入的研究報(bào)道。?