[發明專利]SGR基因的沉默在蕓薹屬植物中的應用

在審

• 申請號: 201910903079.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110592087A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 馮輝;王楠;章云;黃勝楠;劉志勇;李承彧;冀瑞琴;王玉剛
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/82;C12N9/88;C12N15/60;A01H5/00;A01H6/20;A01H1/02
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 張立娜

本發明公開了SGR基因的沉默在蕓薹屬植物中的應用。本發明提供了能夠降低植物中SGR基因的編碼蛋白的表達量和/或活性的物質在如下任一中的應用：提高植物的耐貯性；延長植物的貨架期；降低植物在貯藏和/或運輸過程中干物質的損耗；培育持綠植物；提高植物葉綠素含量。本發明提供的技術方案為植物特別是蕓薹屬植物的選育提供了新的方向和珍貴的基因資源。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，特別涉及SGR基因的沉默在蕓薹屬植物中的應用。

背景技術

SGR(stay-green)基因，編碼脫鎂螯合酶，是植物葉綠素降解過程的關鍵酶基因。Ren等從擬南芥中鑒定出一個葉片持綠相關基因AtNYE1。Jiang等從日本粳稻花之舞鈷60輻射的種苗中篩選出一株SGR基因缺陷突變體。隨后Park從水稻(Oryza sativa)中分離出該基因的同源基因OsSGR。Alos等認為柑橘(Citrus L.citrus orange)果皮持綠表型可能是SGR基因表達受阻所致。此后在番茄(Solarium Lycopersacum)、甜椒(Capsaum annuum)、羊茅草(Festuca pratensas)、豌豆(Pisum satavum)、烏塌菜(Brassaca campestrasL.ssp.Chanensas L Var.rosularas Tsen et Leesavoy)、香蕉(Muses AAA)、大豆(Glycane max L Merr.)等許多作物上也先后發現SGR1/NYE1同源基因。

Barry和Pandey研究了栽培番茄26個不同程度的持綠突變體，發現這些突變體主要是由于GF(SGR同源基因)等位基因發生突變導致的，如某些位點堿基點突變，堿基插入、堿基缺失，或有些序列提前插入了終止密碼子所致，雖然這些基因突變表現出不同程度的持綠，但經過鑒定，這些基因都失去了GF基因的功能，屬于無效等位基因。

發現和利用與重要經濟性狀有關的功能基因是實現農作物優良品種培育的有效途徑。在作物育種史上，凡是突破性的成就，都與關鍵基因的利用密不可分。20世紀50年代，美國對抗胞囊線蟲基因的有效利用使得大豆總產量躍居世界第一，并一直保持至今；60年代，矮桿基因的應用導致世界糧食的“綠色革命”和糧食產量的飛躍；70年代，袁隆平先生對水稻野生不育基因的改良催生了中國雜交水稻的誕生并轟動世界；90年代，世界范圍內的育種專家開始對重要基因資源進行系統性地研究和應用。

隨著生物技術的發展，對基因功能的研究幫助人們更好地認識基因表達調控的本質并加以利用,與此同時新興的基因沉默技術也在不斷涌現。基于沉默技術的植物遺傳改良及作物育種已取得了相當大的成就。植物病、蟲害的防治傳統方法主要依賴于化學試劑。然而，化學試劑的大量使用對人類健康和環境構成了嚴重威脅。此外，農藥的長期使用也間接提高了病、蟲的耐藥性。因此，尋找新的病、蟲害防治手段成為近年來研究的熱點之一。由于目前具有高水平抗病、蟲害的作物品種還未被發現，運用雜交的方法培育抗病、蟲害的作物品種受到了一定程度的限制。研究表明，一些來自病原體或昆蟲的sRNAs可以進入宿主細胞并抑制宿主內的免疫途徑，而宿主細胞中的sRNA也可以轉移至病原體/害蟲中抑制病原菌的毒性。這一重大發現再一次證明了宿主誘導基因沉默(host-induced genesilencing,HIGS)在抵御生物脅迫中的可行性。Yang等以大豆(Glycine max)花葉病毒(Mosaic virus)SMV SC3 P3基因中一段302bp序列為靶片段，構建RNAi載體并轉化大豆，發現轉基因植株在野外條件下連續3年對SMV SC3有抗性；與野生型植株相比，轉基因植株對其他四種SMV病毒(SC7,SC15,SC18,SMV-R)的抗性均有所提高。