[發明專利]新型維管調節因子CsIVP基因及其在育種中的應用

在審

• 申請號: 201710059856.X
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106754971A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張小蘭;顏爽爽;寧康
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H4/00;A01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物育種領域，尤其涉及維管調節因子CsIVP基因及其在育種中的應用。

背景技術

在植物進化過程中，維管發育的復雜化對植物高度增加和成功適應陸地環境非常重要。在4.3億年前，植物維管組織的結構(木質部和韌皮部)由原始維管植物中的簡單模式(韌皮部環繞木質部)進化到高等植物的并行維管束(木質部和韌皮部平行排列)。在葫蘆科和茄科植物中，維管束內排列為木質部在內外韌皮部中間，這種排列稱之為雙韌維管束。

植物的維管組織從兩類分生組織細胞分化而來：原形成層和束間形成層。原形成層在胚胎器官形成時期已經形成，由它產生初生木質部和初生韌皮部。束間形成層最先來源于原形成層細胞或者是其他薄壁細胞，由它產生次生木質部和次生韌皮部。

植物維管系統不僅負責運輸水分，營養物質和信號分子等成分而且提供機械支撐。木質部主要把根中水分和礦物質運輸到莖端，韌皮部將源器官中的光合產物以及各種系統性信號運輸到庫器官(果實、塊莖、根)。木質部由管狀分子、薄壁細胞和木纖維細胞組成，韌皮部由篩管分子和伴細胞組成。研究發現維管系統通過運輸信號激素，蛋白和小RNA來參與非生物和生物脅迫防御相關過程。然而，至今為止還沒有發現維管調節因子參與病蟲害或營養脅迫響應。

蔬菜是我國重要的經濟作物，對國民經濟發展具有不可替代的重要作用。黃瓜(Cucumis sativus L.)作為世界十大蔬菜之一，是我國設施栽培的主要蔬菜種類。實際生產中過量使用化肥和農藥不僅造成種植成本增加，而且存在嚴重的果蔬安全問題和環境問題。

黃瓜霜霉病是主要的流行性病害之一。在適宜發病的環境條件下，病害發展迅速，葉片大量干枯死亡。此病在全國各黃瓜產地均有分布，一般年份減產10％至20％，流行年份減產可達50％至70％，重發生田塊只能采收1至2次即因病而全部枯死。利用藥劑防治是至今為止最主要的治療方式，但是，化學藥劑的使用存在嚴重的果蔬安全問題和環境問題，也存在霜霉病菌的抗藥性問題。

氮肥是絕大多數作物需求量最大而土壤供應有限的一種大量元素，然而氮肥過量施用，不僅降低肥料利用率造成了資源浪費，而且破壞土壤生態環境，產生土壤次生鹽漬化問題。超量使用化肥使果蔬生長性狀低劣，容易腐爛，不宜存放。使用過量的氮肥，會使植物抗病蟲害能力減弱，易遭病蟲的侵害，繼而會增加防蟲害的農藥用量，直接威脅食品的安全性。因此培育吸收和轉運營養物質能力強，尤其是耐低氮脅迫的植物品種例如黃瓜栽培品種具有重要的意義。

本發明人在黃瓜中分離出了CsIVP基因。CsIVP基因在通過維管發育調節地上部植株形態方面擁有新的功能。CsIVP干擾植株擁有較強的耐低氮脅迫和抵御黃瓜霜霉病的能力，從而解決了氮肥過量施用和霜霉病所導致的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明在第一方面提供了一種維管調節因子CsIVP基因，該基因的編碼區具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列。

本發明在第二方面提供了一種蛋白，所述蛋白具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列或者由權利要求1所述的基因的所述編碼區編碼。

本發明在第三方面提供了一種RNA干擾載體，所述RNA干擾載體含有用于干擾權利要求1所述基因的DNA序列。

本發明在第四方面提供了一種植物育種方法，所述方法通過干預所述植物中權利要求1所述的基因來進行。

本發明在第五方面提供了本發明第一方面所述的基因在植物育種中的應用，其中以所述基因作為靶基因，通過強化或者弱化該基因在植物中的功能來實現所述基因在植物育種中的應用。

本發明方法以所述CsIVP基因作為靶基因，通過弱化所述基因在植物體內的作用，使得培育出的植物具有有益性狀。