[發明專利]海島棉跨膜蛋白基因、引物及其應用

有效

• 申請號: 201710461313.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107254474B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 趙君;肖松華;劉劍光;徐劍文
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/11;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/60
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊樂

本發明公開了海島棉跨膜蛋白基因、引物及其應用，該基因由2315個堿基組成，自5’端第1位堿基為轉錄起始位點，至第2289位堿基為轉錄終止位點，該基因是一個全新的能賦予植物黃萎病抗性的基因，可以豐富抗病基因資源，為棉花抗黃萎病育種提供有效的新工具。并且本發明所提供的1對分子標記引物與本發明涉及的跨膜蛋白基因GbTMEM214連鎖，利用該分子標記引物能夠提高海島棉GbTMEM214基因向陸地棉轉育的效率和速度，能夠加快棉花抗病培育的進程。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及海島棉跨膜蛋白基因、引物及其應用。

背景技術

棉花是重要的經濟作物之一，棉纖維是主要的紡織工業原料。隨著可耕地面積的減少和環境的惡化，棉花生產受到多種生物和非生物因子的影響，尤其是枯、黃萎病的頻繁發生給我國棉花生產造成重大損失。通過傳統的育種方法已經很難滿足現代農業需求，所以通過基因工程的方法來改良現有品種將是今后育種的主要方法。前人研究結果顯示，棉花黃萎病的抗性機制涉及到多種信號通路和物質。在已經獲得的研究結果表明，萜醛類化合物和苯丙素類化合物參與棉花對黃萎病的抗性過程。萜醛類化合物是植物體內的一類抗毒素，植物受病菌侵染后，萜醛類化合物能夠快速遷移到受真菌感染并形成生殖芽的木質部導管中，然后分散到這些薄壁組織的生殖芽，形成較強的抗病性(Mace et al.，1978；Tanet al.，2000；Luo et al.，2001；Xu et al.，2004)。研究表明當棉花發育過程中受到黃萎病菌侵染兩天后導管就完全堵塞，萜醛類化合物在18h內就可以檢測到(Memphis et al.，1990)。苯丙素類化合物一般具有苯酚結構，是酚性物質，包括香豆素、木脂素和木質素類、黃酮類等。Naoumkina等(2010)結果表明植物體內的苯丙素類化合物在抗病過程中起關鍵作用。在研究棉花對黃萎病的抗性過程中，也證明了苯丙素類化合物的作用(Dubery andSmit，1997；Pomar et al.，2004；Gayoso et al.，2010)。Xu等(2011)研究表明木質素代謝在棉花對黃萎病的抗性過程中起關鍵作用，木質素的合成會導致細胞壁加厚，提高棉花對黃萎病的抗性。

棉花對黃萎病的抗性機制涉及多種信號通路。已經獲得的結果顯示，至少活性氧、水楊酸、茉莉酸、乙烯、油菜素內酯，精胺和Camalexin(Johansson et al.，2006；Gao etal.，2013；Mo et al.，2015，2016)等信號途徑參與棉花對黃萎病的抗性過程。這雖然與不同研究者使用的材料和研究方法不同有關系，但更重要的是因為棉花對黃萎病抗性機制的復雜性。為探究棉花對黃萎病的抗病機制，許多研究者克隆了大量與植物抗黃萎病相關的基因。其中番茄中的Ve1基因是目前克隆的最著名的抗黃萎病基因(Kawchuk et al.，2001；Fradin et al.，2011)，但是研究顯示該基因對棉花的黃萎病沒有抗性，這表明棉花對黃萎病的抗病機制與番茄存在較大差別(劉琳琳等，2014)。棉花中也克隆了一些Ve相關基因，轉基因棉花對黃萎病表現出不同程度的抗性，但是其抗病機制的深入發掘還沒有相關報道(Zhang et al.，2011；Zhang et al.，2012)。除了Ve基因，研究者還從棉花基因組中克隆了大量其它與抗黃萎病相關的基因，包括GbCAD1、GbSSI2(Gao et al.，2013)、GbRLK(Zhao etal.，2015)、GbSTK(Zhang et a1.，2013)、GbTLP1(Munis et al.，2010)、GbERF1-like(Guoet al.，2016)、GhPAO(Moet al.，2015)、GhSAMDC(Mo et al.，2016)和Gbvdr5(Yang etal.，2015)等。同時，部分研究者還證明一些外源基因也能提高棉花對黃萎病的抗性，如GAFPs(Wang et al.，2015)、Hpal_Xoo(Miao et al.，2010)、NaD1(Gaspar et al.，2014)、p35(Tian et al.，2010)、和Hcm1(Zhang et al.，2016)。上述研究還處于試驗階段，僅僅得到了對黃萎病有抗性的工程植株，但還沒有通過轉基因方法培育出抗性品種的報道，其在生產上的可利用性有待進一步深入探究。