[發明專利]一種靶向根腫菌PbTPS1基因防治根腫病的活性siRNA及其應用

有效

• 申請號: 202110506938.0
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN112980849B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 廖靜靜;王殿東;楊浩;譚勝華
• 申請（專利權）人: 長江師范學院
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;A01N57/16;A01P3/00
• 代理公司: 北京知本村知識產權代理事務所(普通合伙) 11039
• 代理人: 劉江良

本發明屬于生物技術和植物病害防治領域，具體涉及一種靶向根腫菌PbTPS1基因的活性siRNA及其應用。通過研究篩選到靶向根腫菌PbTPS1基因的活性siRNA，其能顯著緩解莖瘤芥根腫病癥狀，根腫菌中靶標基因PbTPS1的表達、腫根中海藻糖含量、產孢量、腫根鮮重和海藻糖酶活等顯著降低，表明該siRNA處理對莖瘤芥根腫病具有防治作用。

技術領域

本發明屬于生物技術和植物病害防治領域，具體涉及一種靶向根腫菌PbTPS1基因的活性siRNA及其應用。

背景技術

由蕓薹根腫菌侵染引起的根腫病是威脅全球十字花科作物生產的主要病害之一，該病菌侵染作物根部形成腫根，影響作物根系養分和水分吸收，導致植株地上部萎蔫，甚至死亡(Dixon,2009；Wang等，2020)。在我國，根腫菌每年侵染約3.2-4.0百萬公頃十字花科作物，約占十字花科作物種植面積的1/3，平均年產量損失約20-30％(Chai等，2014)。作為一種土傳專性寄生菌，根腫菌幾乎在作物根細胞中完成整個生活史，且在土壤中具有很強的存活能力，導致該病害的防治極為困難(Rolfe等，2016)。目前，根腫病的防治仍以選育抗病品種和化學防治為主(Peng等，2014；Song等，2016；Niemann等，2017)。在我國，目前登記在根腫病防治上的主要農藥成分有3種：氟啶胺、氰霜唑和枯草芽孢桿菌。但殺菌劑的使用會直接或間接改變土壤結構，影響土壤微生物群落，使得農田土壤生態系統失衡(Kong等，2018)。枯草芽孢桿菌更多的是起到預防根腫病的作用，且受環境因素影響較大，防效不穩定。因此，積極探索不同的根腫病防治措施對根腫病的防治非常重要。

基于siRNA的RNAi是防治植物病蟲害的新途徑，是實現不同生物/組織基因沉默的有效工具。其中應用較多的是轉錄后基因沉默，即表達dsRNA或siRNA，靶向降解mRNA(Govindarajulu等，2014)。而直接施用siRNA防治植物病害也有報道，Wang等(2016)的研究結果表明，在水果、花卉和蔬菜表面施用特定siRNA能顯著抑制灰霉病的發生。盡管目前文獻未報道根腫菌RNAi現象的存在，但根腫菌基因組中仍存在實現RNAi的部分基因(Schwelm等，2015)。而以根腫菌萌發侵染的關鍵基因作為靶標則可能挖掘到潛在的防治靶標，如根腫菌休眠孢子萌發過程中幾丁質酶基因(幫助降解細胞壁)，糖代謝和脂肪代謝相關途徑的基因等。除此之外，根腫菌在侵染植物過程中會調控植物激素途徑和碳循環途徑以利于其侵染繁殖。例如目前已報道腫根形成過程中，會刺激生長素和細胞分裂素的合成，以及積累淀粉、二糖海藻糖和海藻糖等(Brodmann等，2002)。因此，根腫菌侵染過程中可能合成海藻糖激活植物的海藻糖感應系統，改變植物細胞碳代謝以利于其侵染。以根腫菌海藻糖合成酶基因為靶標則可能阻礙根腫菌的侵染過程，防治根腫病。

參考文獻如下：

1.Dixon,G.R.(2009).The occurrence and economic impact ofPlasmodiophora brassicae and clubroot disease.J.Plant Growth Regul.28,194-202.

2.Wang,D.,Sun,T.,Zhao,S.,Pan,L.,Liu H.,and Tian,X.(2020).Physiological change alters endophytic bacterial community in clubroot oftumorous stem mustard infected by Plasmodiophora brassicae.BMC Microbiol.20,244.

3.Chai,A.L.,Xie,X.W.,Shi Y.X.,and Li,B.J.(2014).Research status ofclubroot(Plasmodiophora brassicae)on cruciferous crops in China.Can.J.PlantPathol.36(S1),142-153.