[發(fā)明專利]一種植物基因及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911145840.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110734915B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛向麗;徐煥煥;張恩啟;馮國(guó)棟;王瑞鵬;黃勝雄;王瑩瑩;王洋;毛云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/12;A01H6/82
• 代理公司: 合肥云道爾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 閆興貴

本發(fā)明公開(kāi)了一種植物基因及應(yīng)用。其中基因TeLTF4的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本發(fā)明從萬(wàn)壽菊中克隆獲得了TeLTF4基因?；虮磉_(dá)水平分析結(jié)果表明，TeLTF4在萬(wàn)壽菊葉片中表達(dá)量較高，在病原微生物接種后的葉片中表達(dá)水平進(jìn)一步顯著升高。當(dāng)在煙草葉片中表達(dá)TeLTF4基因時(shí)，可以引發(fā)細(xì)胞死亡超敏反應(yīng)，并使抗病相關(guān)基因表達(dá)水平明顯增高。本發(fā)明從萬(wàn)壽菊所克隆TeLTF4基因在抗病調(diào)控中發(fā)揮功能，可用于增強(qiáng)植物抗病性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物遺傳工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從萬(wàn)壽菊中克隆獲得的基因，以及該基因在調(diào)控植物抗病性方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

萬(wàn)壽菊(Tagetes erecta L.)屬菊科一年生草本植物，原產(chǎn)于墨西哥及美洲地區(qū)。由于其花呈黃色至橙紅色，色澤鮮艷，花期較長(zhǎng)，成為園林觀賞植物。此外，由于萬(wàn)壽菊花中富含類胡蘿卜素，通過(guò)培育種植高色素含量品種，可做為提取類胡蘿卜素，尤其是葉黃素的一種主要植物資源。因此，近年來(lái)萬(wàn)壽菊在中國(guó)云南、山東、內(nèi)蒙古等地都有規(guī)模種植。除類胡蘿卜素之外，萬(wàn)壽菊還富含酚類、萜類物質(zhì)等次生代謝物質(zhì)，使其可適應(yīng)多種逆境，易于栽培，并具備較高的食用和藥用價(jià)值。

病原微生物造成植物病害的機(jī)制與防治一直是農(nóng)業(yè)研究與生產(chǎn)中的重要領(lǐng)域。植物和病原入侵者之間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系，病害是否發(fā)生也是植物、病原微生物攻防博弈的結(jié)果。在病原菌與其所侵害宿主植物之間的攻防戰(zhàn)中，病原微生物首先利用傷口、氣孔等植物表面的孔隙，進(jìn)而通過(guò)向植物注入毒性效應(yīng)蛋白(effector)使關(guān)閉的氣孔再打開(kāi)等，突破植物表面物理屏障；通過(guò)抑制胞壁降解酶、蛋白酶等的破壞作用，突破植物酶系保護(hù)屏障；通過(guò)阻斷植物信號(hào)傳導(dǎo)，防止植物抗菌化合物合成，及侵染信息的遠(yuǎn)程傳遞，突破植物的免疫防御應(yīng)答防線，最終破壞、干擾植物生命活動(dòng)，從植物體獲得營(yíng)養(yǎng)實(shí)現(xiàn)病原微生物自身的定殖。植物則針?shù)h相對(duì)首先形成識(shí)別微生物保守成分的PTI免疫機(jī)制(PAMP-triggered immunity)，通過(guò)發(fā)現(xiàn)微生物的共同、必需結(jié)構(gòu)和分子，來(lái)感知環(huán)境中微生物的存在激活防御反應(yīng)；隨后針對(duì)病原菌效應(yīng)蛋白對(duì)PTI途徑的阻斷破壞，進(jìn)化出識(shí)別效應(yīng)蛋白的ETI(effector-triggered immunity)免疫機(jī)制，出現(xiàn)與動(dòng)物相似的快速免疫應(yīng)答，在感染部分迅速誘導(dǎo)程序性細(xì)胞死亡產(chǎn)生超敏反應(yīng)，阻止病原微生物從侵染部位擴(kuò)散。同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)獲得性抗性將信號(hào)傳至植物未侵染部位進(jìn)行防御動(dòng)員。由此，植物與生存環(huán)境中的病原微生物形成了攻防協(xié)同進(jìn)化模式。

如上所述，植物通過(guò)發(fā)現(xiàn)感知病原微生物、激活信號(hào)傳導(dǎo)途徑、重置基因轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生對(duì)病原菌的抗病防御反應(yīng)。這種防御反應(yīng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是通過(guò)抗病轉(zhuǎn)錄因子蛋白快速調(diào)控植物免疫應(yīng)答基因的表達(dá)。通過(guò)對(duì)模式植物的研究，近年來(lái)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了植物免疫防御機(jī)制的基本途徑并鑒定了一些抗病轉(zhuǎn)錄基因，但在具有較強(qiáng)抗病性的非模式植物中尚待分離相應(yīng)基因資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種植物抗病調(diào)控基因。

本發(fā)明要解決的另外一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供上述基因在調(diào)控植物抗病中的應(yīng)用。

對(duì)于植物抗病調(diào)控基因，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發(fā)明還包括上述基因在增強(qiáng)植物抗病性中的應(yīng)用。

本發(fā)明從萬(wàn)壽菊中克隆抗病相關(guān)調(diào)控基因，命名為Tagetes erecta LeafTranscription Factor 4(以下簡(jiǎn)稱TeLTF4)。

本發(fā)明從萬(wàn)壽菊中進(jìn)行TeLTF4基因的克隆：根據(jù)對(duì)萬(wàn)壽菊的高通量轉(zhuǎn)錄組深度測(cè)序?qū)eLTF4基因進(jìn)行數(shù)據(jù)組裝；然后利用引物設(shè)計(jì)軟件Primer Premier設(shè)計(jì)巢式PCR特異引物，從萬(wàn)壽菊葉片中提取總RNA，反轉(zhuǎn)錄PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)克隆獲得TeLTF4基因。