[發(fā)明專利]番茄青枯病抗性基因Slα-KGDH E2及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011563738.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112626093B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧鋼;劉紅燕;徐成翠;劉悅;宋建偉;余小林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);無(wú)錫迪茉得生物種業(yè)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/53
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/53;C12N9/02;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種番茄青枯病抗性基因Slα?KGDH E2及其應(yīng)用。Slα?KGDH E2編碼α?酮戊二酸脫氫酶E2亞基，該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，該基因編碼的蛋白質(zhì)序列如SEQ ID NO:2所示。該基因的表達(dá)量下降或部分堿基突變均可使番茄植株喪失對(duì)番茄青枯病的抗性。抗病植株中接種青枯菌后，Slα?KGDH E2基因表達(dá)量較對(duì)照顯著提高；功能驗(yàn)證表明Slα?KGDH E2基因在番茄對(duì)青枯菌抗性中具有關(guān)鍵的正向調(diào)控作用，可以通過(guò)超量表達(dá)Slα?KGDH E2基因提高番茄對(duì)青枯病抗性，其為番茄抗病新品種的選育提供了新途徑，因而有良好的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，具體涉及番茄抗青枯病基因Slα-KGDH E2及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

青枯病是由茄科雷爾氏菌(Ralstonia solanacearum E.F.Smith)引起的細(xì)菌性維管束組織病害，主要通過(guò)土壤傳播，通過(guò)根系侵染植株從而進(jìn)入木質(zhì)部，造成葉片萎蔫乃至整株死亡。青枯菌是世界上最具破壞性的植物致病菌之一，主要發(fā)生于熱帶、亞熱帶和一些暖溫帶地區(qū)，其地理分布廣、生理小種多且致病力極強(qiáng)，能感染包括番茄、馬鈴薯、煙等主要農(nóng)作物在內(nèi)的50多科200多種植物，導(dǎo)致蔬菜作物嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收，堪稱“植物癌癥”。此外，由于全球氣候變化引起氣溫升高，植物細(xì)菌性、真菌性、病毒性病害的嚴(yán)重程度將會(huì)大大增加，同時(shí)將對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大威脅。

番茄(Solanum lycopersicum L.)是茄科番茄屬一年生或多年生植物，是世界上栽培最普遍、消費(fèi)量最大的蔬菜作物之一。近年來(lái)，隨著設(shè)施蔬菜的種植面積不斷擴(kuò)大，茄科青枯病在我國(guó)南方設(shè)施栽培生產(chǎn)中常見(jiàn)、易發(fā)且傳播迅速，長(zhǎng)期、高密度重茬連作為該病原菌的積累、生長(zhǎng)、繁殖和傳播提供了有利條件，嚴(yán)重影響了茄科蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。青枯病已成為番茄生產(chǎn)的重要限制因素，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，防治青枯病的主要途徑包括選育抗病品種、田間管理、作物輪作，生物防治、抗病基因修飾和化學(xué)防治等。然而，迄今為止尚未研發(fā)出可應(yīng)用于生產(chǎn)的高效、低毒且無(wú)污染的化學(xué)或生物殺菌劑，一些方法例如水旱輪作等雖然可以有效控制青枯病發(fā)展，但大多因費(fèi)時(shí)費(fèi)力成本高，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。目前預(yù)防和控制青枯病最有效的方法是利用現(xiàn)代分子技術(shù)加快選育和推廣抗病品種，而在我國(guó)番茄抗青枯病分子育種進(jìn)展十分有限。

植物中存在一些具有天然青枯病抗性的種質(zhì)資源，隨著轉(zhuǎn)基因育種、分子標(biāo)記輔助育種等生物技術(shù)抗病育種的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，挖掘天然抗病資源中的抗性基因?qū)共∮N具有重要作用。隨著高通量測(cè)序技術(shù)、現(xiàn)代分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的植物基因組測(cè)序完成，大大推動(dòng)了抗病基因的定位與功能研究進(jìn)程，讓大規(guī)模篩選、快速定位青枯病抗性基因成為可能。受植物品種和菌種多態(tài)性影響，在番茄抗青枯病研究中尚未鑒定出具有明確青枯病抗性的基因，因此挖掘、鑒定抗性基因?qū)⒇S富抗病基因資源，同時(shí)為利用遺傳工程技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)育種技術(shù)培育番茄抗青枯病優(yōu)良新品種提供基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述青枯病抗性基因資源和抗病分子機(jī)理研究的不足，提供番茄青枯病抗性相關(guān)基因Slα-KGDH E2，以及該基因在番茄抗青枯病反應(yīng)中的關(guān)鍵作用與應(yīng)用潛力，為青枯病抗病機(jī)理研究和抗病品種選育提供新的思路和方法。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

1.首先利用BSA-Seq和RNA-seq技術(shù)進(jìn)行主效抗性基因的遺傳定位和轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定得到可能參與抗病過(guò)程的差異表達(dá)基因。進(jìn)一步通過(guò)熒光定量PCR進(jìn)行病原菌接種前后的基因表達(dá)分析，篩選得到候選基因Slα-KGDH E2，所述Slα-KGDH E2基因核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，編碼的蛋白質(zhì)的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。