[發明專利]玉米誘導子肽基因ZmPep1在提高植物對黃萎病抗性中的應用

有效

• 申請號: 202011073419.1
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112159821B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李先碧;于曉涵;鄭雪麗;李美華;林道堯;唐夢;裴炎;金丹;范艷華;侯磊;趙娟
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/82;A01H6/60
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發明公開了玉米誘導子肽基因ZmPep1在提高植物對黃萎病抗性中的應用，通過玉米中克隆誘導子肽基因ZmPep1，采用分子生物學的方法，構建ZmPep1組成性表達的植物表達載體，然后再利用基因工程方法，將ZmPep1基因導入植物，獲得了正常轉錄表達的轉基因擬南芥、煙草和棉花株系；獲得的轉基因植株病情指數都顯著低于野生型對照，對黃萎病的抗性顯著提高，表明ZmPep1基因能夠用于提高植物對黃萎病的抗性，對植物抗病基因工程具有重要意義。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體涉及玉米誘導子肽基因ZmPep1在提高植物對黃萎病抗性中的應用，還涉及利用組成型表達玉米誘導子肽ZmPep1基因來提高植物對黃萎病抗性的方法。

背景技術

植物病害是長期危害農業生產的自然災害之一，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作物減產，而且嚴重威脅到農產品的質量安全和國際貿易，嚴重時還會引起食物短缺和一系列社會問題(Punja，2004)。病原菌危害不僅造成直接的經濟損失，同時病原菌能產生毒素，帶來嚴重的食品安全問題。因此，提高作物的抗病性不僅是解決糧食問題的關鍵，同時也是提高食品安全的一項重要措施。

黃萎病是世界性的病害，從溫帶、亞熱帶到熱帶地區均有黃萎病發病的報道(PeggGF,2002)。黃萎病菌是一種土傳維管束病原菌，具兼性營養特性(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、農作物、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量損失就達數十億美元，其中，馬鈴薯感染黃萎病菌其損失可以達到50％以上，生菜非常容易達到100％，棉花在黃萎病發病嚴重的年份也容易造成顆粒無收，在所有維管束病害中，黃萎病菌引起的病害損失是最嚴重的(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)。

面對病原菌的快速變異和生理小種的特異性，創制具有廣譜抗性的材料才是解決問題的根本?；蚬こ炭梢钥朔S多傳統育種的不足，可使用的基因更多，來源更廣。此外，基因工程還可以針對更大范圍的病原菌獲得更廣譜的抗病性，對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10年的抗除草劑和抗蟲轉基因植物相比，提高對真菌和細菌病害抗性的轉基因植物取得的成功非常有限。提高轉基因作物對某種病害抗性的成功報道也較多，比如，在胡蘿卜中超量表達來自木霉的幾丁酶基因CHIT36提高了轉基因植株對真菌病害的抗性(Baranski R等，2008)。在番茄和水稻中分別超量表達不同來源的防御素基因RsAFP2和DmAMP提高了它們的抗病性(Jha S等，2009)，在水稻中表達峰毒素基因提高了水稻對白葉枯病的抗性(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，但尚無應用于生產的報道，主要問題在于獲得的抗性只是對某一病原菌或某一個生理小種(或菌株)具有較強的抗性，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中具有重要作用，調節植物抗病的SA、JA和ET信號途徑也一直是研究的熱點，隨著研究的深入和擴展，近年來一類新的能激活植物對病原菌和昆蟲產生抗性的防御信號肽引起了研究者們的關注，特別是來自植物的防御信號肽在調控植物對昆蟲和病原菌免疫中的作用起來越受到重視(Yube Yamaguchi等，2011)。