[發明專利]棉花GbCaMBP基因在植物抗黃萎病中的應用

有效

• 申請號: 201711135399.4
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107674875B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 蔡應繁;耿帥鵬;孫全;何琳;龍璐;高巍;張驍
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/60;A01H6/20
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 寸南華

本發明公開了棉花GbCaMBP基因在植物抗黃萎病中的應用。本發明棉花GbCaMBP基因核苷酸基序列如SEQ ID NO.1、氨基酸序列如SEQ ID NO.1；本發明GbCaMBP基因在棉花中被沉默后植物抗黃萎病能力降低，在擬南芥中超表達后植物抗黃萎病能力提高，表明其具有抗黃萎病的作用，可以應用于創制抗病新種質，從而進行植物品種改良。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體涉及棉花GbCaMBP基因在植物抗黃萎病中的應用。

背景技術

植物是一種多細胞真核生物，由于其特性被限制在特定的生存環境中而無法自由移動，因此會無法避免地時刻遭受到來自方方面面的不利因素的影響。以土壤為傳播媒介的病原體大麗輪枝菌(Verticillium dahliae)和黑白輪枝菌(Verticillium albo-atrum)是一種嚴重的真菌類維管束病害。由于能夠導致植物葉片萎蔫且伴有黃化現象，剖桿檢驗維管組織發現有黃褐病變現象，因此將此病癥稱之為黃萎病。據統計，全球每年要有超過百萬畝的棉花遭受黃萎病的侵害而損失慘重。棉花中的黃萎病主要由大麗輪枝菌導致，是棉花中分布范圍廣，非常嚴重又極難防治的病害，堪稱棉花的“癌癥”。棉花黃萎病致病菌在土壤中通過根系損傷部位進入到棉花中，通過植物蒸騰作用經維管束組織和木質部輸導系統由根部向上運輸。黃萎病菌在棉花的木質部及導管處不斷增殖，產生的菌絲和孢子造成植物運輸途徑的堵塞，阻礙棉花各項生理活動所需營養物質的運輸，造成棉花機體受損。隨著棉花黃萎病菌對棉花生產損害的日益嚴重，科學家們開始把目光投向了對棉花抗黃萎病的研究，期望能夠找到有效防治棉花黃萎病的相關措施。由于大麗輪枝菌在植物維管中獨一無二的生態位，使得黃萎病很難通過殺菌劑、化學農藥和栽培措施進行控制，且殺菌劑、化學農藥還容易導致環境污染。隨著分子生物學和生物信息學技術的迅猛發展，通過植物基因工程技術來提升植物對病害的抗性成為現目前棉花抗黃萎病研究的重要方法之一。

Ca²⁺是真核生物中普遍存在的第二信使，其在植物的生長發育以及應對環境刺激等生命進程中起著重要作用。Ca²⁺通過濃度變化調節細胞活動進而參與到各項反應進程中，這種調節作用首先通過Ca²⁺的感受器即鈣調素(Calmodulin，CaM)蛋白分子對其結合的響應，即鈣調素(CaMs)通過結合游離的Ca²⁺引發多種生理反應。在Ca²⁺/CaM信號傳遞通路中有一個重要的組成部分即鈣調素結合蛋白(Calmodulin-binding proteins，CaMBPs)，它是CaM直接結合并作用的靶蛋白。CaMBPs通過其自身的鈣調素結合域廣義上能夠與鈣調素結合的蛋白均可稱之為鈣調素結合蛋白，因此鈣調素結合蛋白是個大家族，成員眾多，例如H⁺-ATPase、NAD激酶等。但現目前對鈣調素結合蛋白基因的功能研究報道較少，主要為擬南芥在溫度、滲透脅迫等非生物脅迫下少數鈣調素結合蛋白基因的表達受影響，而在棉花中還未見報道。由于鈣調素結合蛋白是Ca²⁺/CaM信號傳遞通路中的一個重要組成部分，因此對鈣調素結合蛋白基因的鑒定及其功能研究對其在植物生長發育和植物對環境刺激反應中的作用具有重要意義。

發明內容

鑒于此，在前期棉花抗黃萎病基因篩選基礎上，本發明的目的之一是提供棉花GbCaMBP基因在植物抗黃萎病中的應用，所述GbCaMBP基因的核苷酸序列與SEQ ID NO.1的序列相似性在90％以上，所述GbCaMBP基因的氨基酸序列與SEQ ID NO.2的序列相似性在80％以上；

優選地，所述GbCaMBP基因的核苷酸序列與SEQ ID NO.1相同，所述GbCaMBP基因的氨基酸序列與SEQ ID NO.2相同；

優選地，所述植物為棉花。