[發(fā)明專(zhuān)利]番茄富含羥脯氨酸系統(tǒng)素前體蛋白基因SlHypSys在提高植物對(duì)黃萎病抗性中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011073407.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112159816B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李先碧;裴炎;金丹;范艷華;于曉涵;侯磊;趙娟;李美華;鄭雪麗;唐夢(mèng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/29
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/82;A01H6/60
• 代理公司: 重慶航圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發(fā)明公開(kāi)了番茄富含羥脯氨酸系統(tǒng)素前體蛋白基因SlHypSys在提高植物對(duì)黃萎病抗性中的應(yīng)用，通過(guò)番茄中克隆富含羥脯氨酸的系統(tǒng)素前體蛋白基因SlHypSys，采用分子生物學(xué)的方法，構(gòu)建SlHypSys組成性表達(dá)的植物表達(dá)載體，然后再利用基因工程方法，將SlHypSys基因?qū)胫参铮@得了正常轉(zhuǎn)錄表達(dá)的轉(zhuǎn)基因擬南芥、煙草和棉花株系；獲得的轉(zhuǎn)基因植株病情指數(shù)都顯著低于野生型對(duì)照，對(duì)黃萎病的抗性顯著提高，表明SlHypSys基因能夠用于提高植物對(duì)黃萎病的抗性，對(duì)植物抗病基因工程具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用番茄富含羥脯氨酸系統(tǒng)素前體蛋白基因SlHypSys在提高植物對(duì)黃萎病抗性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物病害是長(zhǎng)期危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然災(zāi)害之一，全球因病害年損失10％以上(馮占山等，2013)。植物病害不僅引起農(nóng)作物減產(chǎn)，而且嚴(yán)重威脅到農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和國(guó)際貿(mào)易，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起食物短缺和一系列社會(huì)問(wèn)題(Punja，2004)。病原菌危害不僅造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)病原菌能產(chǎn)生毒素，帶來(lái)嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題。因此，提高作物的抗病性不僅是解決糧食問(wèn)題的關(guān)鍵，同時(shí)也是提高食品安全的一項(xiàng)重要措施。

黃萎病是世界性的病害，從溫帶、亞熱帶到熱帶地區(qū)均有黃萎病發(fā)病的報(bào)道(PeggGF,2002)。黃萎病菌是一種土傳維管束病原菌，具兼性營(yíng)養(yǎng)特性(Steven J.Klosterman等，2009)。病原菌變異頻率快，生理小種多，在土壤中可以存活20年之久，能感染200多種植物品種，除單子葉植物以外的所有植物，包括各種蔬菜、果樹(shù)、農(nóng)作物、林木、花草等等都是黃萎病菌的寄主，每年因黃萎病引起的作物產(chǎn)量損失就達(dá)數(shù)十億美元，其中，馬鈴薯感染黃萎病菌其損失可以達(dá)到50％以上，生菜非常容易達(dá)到100％，棉花在黃萎病發(fā)病嚴(yán)重的年份也容易造成顆粒無(wú)收，在所有維管束病害中，黃萎病菌引起的病害損失是最嚴(yán)重的(Pegg GF,2002；Steven J.Klosterman等,2009；Agrios G，2005)。目前，克隆獲得的抗黃萎病基因只有來(lái)自番茄的Ve1，該基因在生菜中也存在，但是幾年之后抗性也喪失，更為重要的是，絕大多數(shù)作物缺乏抗黃萎病的抗原，并且難以獲得具有抗性的抗原(Steven J.Klosterman等,2009)。

面對(duì)病原菌的快速變異和生理小種的特異性，創(chuàng)制具有廣譜抗性的材料才是解決問(wèn)題的根本。基因工程可以克服許多傳統(tǒng)育種的不足，可使用的基因更多，來(lái)源更廣。此外，基因工程還可以針對(duì)更大范圍的病原菌獲得更廣譜的抗病性，對(duì)土壤有益微生物的影響也最小(Owen Wally等，2010)。但是，與已在世界各地廣泛種植超過(guò)10年的抗除草劑和抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物相比，提高對(duì)真菌和細(xì)菌病害抗性的轉(zhuǎn)基因植物取得的成功非常有限。提高轉(zhuǎn)基因作物對(duì)某種病害抗性的成功報(bào)道也較多，比如，在胡蘿卜中超量表達(dá)來(lái)自木霉的幾丁酶基因CHIT36提高了轉(zhuǎn)基因植株對(duì)真菌病害的抗性(Baranski R等，2008)。在番茄和水稻中分別超量表達(dá)不同來(lái)源的防御素基因RsAFP2和DmAMP提高了它們的抗病性(Jha S等，2009)，在水稻中表達(dá)峰毒素基因提高了水稻對(duì)白葉枯病的抗性(Wei Shi，2016)等等。這些外源基因提高植物抗病性雖然獲得了較大的成功，但尚無(wú)應(yīng)用于生產(chǎn)的報(bào)道，主要問(wèn)題在于獲得的抗性只是對(duì)某一病原菌或某一個(gè)生理小種(或菌株)具有較強(qiáng)的抗性，難以持久且不具廣譜抗性(Yan-Jun Chen，2012)。

提高植物自身防御能力是提高植物廣譜和持久抗性的重要手段。植物激素在植物防御反應(yīng)中具有重要作用，調(diào)節(jié)植物抗病的SA、JA和ET信號(hào)途徑也一直是研究的熱點(diǎn)，隨著研究的深入和擴(kuò)展，近年來(lái)一類(lèi)新的能激活植物對(duì)病原菌和昆蟲(chóng)產(chǎn)生抗性的防御信號(hào)肽引起了研究者們的關(guān)注，特別是來(lái)自植物的防御信號(hào)肽在調(diào)控植物對(duì)昆蟲(chóng)和病原菌免疫中的作用起來(lái)越受到重視(Yube Yamaguchi等，2011)。