[發明專利]一個對大豆花葉病毒具有抗性的基因GmGRX4及其應用

有效

• 申請號: 202110583727.7
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113493794B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 智海劍;王麗群;劉慧;郭東全;劉夢卓
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/54
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

本發明公開了一個對大豆花葉病毒具有抗性的基因GmGRX4及其應用。基因GmGRX4的cDNA核甘酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，其編碼的蛋白序列如SEQ?ID?NO.2所示。利用VIGS使抗病品種科豐1號中的GmGRX4基因沉默后接種SC3株系，抗病品種科豐1號出現花葉癥狀。而在感病品種南農1138?2中過表達GmGRX4基因之后，接種SC3株系，南農1138?2對大豆花葉病毒產生了抗性。證明GmGRX4基因的表達量降低能改變抗性品種的抗病性，GmGRX4基因的表達量提高能使感病品種獲得抗性。利用轉基因技術在感病品種中導入GmGRX4基因，可改良受體品種對大豆花葉病毒的抗性。

技術領域

本發明屬于生物基因工程技術領域，涉及一個對大豆花葉病毒SC3株系具有抗性的基因GmGRX4及其應用。

背景技術

大豆花葉病毒病是全球大豆產區普遍存在的一種大豆病害，地域分布很廣，危害面積大，毀滅性強。一般情況下，SMV引起的產量損失在15-35％，某些地區的重要發生年份，引起的產量損失可達70％以上，甚至絕產。SC3株系是我國多個大豆產區普遍存在的流行株系。鑒于目前沒有有效殺滅該病毒的藥劑，選育和種植抗病品種是控制該病最經濟、有效且對環境友好的防治方法。而獲得對大豆花葉病毒具有抗性的基因是選育和種植抗病品種的基礎。

其中大豆花葉病毒危害寄主的一個重要原因是對寄主葉片細胞光合系統造成影響，導致大豆葉片中葉綠素含量下降，影響光合能力，而且葉綠體在受到侵染的過程中會促進ROS的產生，過量的ROS會誘導大分子損傷并改變正常的信號傳導。GRXs蛋白家族是一種二硫鍵氧化還原酶，通過利用谷胱甘肽(GSH)的還原能力催化底物蛋白的二硫鍵可逆還原，并在清除細胞ROS和調節這些細胞器內的氧化還原穩態中發揮作用。近年來，GRXs蛋白在植物對生物和非生物脅迫響應調控中的功能越來越多的被研究，GRX通過改變靶蛋白的氧化還原狀態，參與了許多細胞功能，例如DNA合成，信號傳導和抗氧化應激的防御也逐漸被人們所認知，但其在植物中調控對病原物的抗性的報道則少見。因此，GRX基因的研究對于挖掘新型的抗病基因并進一步探究其抗感病機制具有重要意義。

發明內容

本發明提供的是一個對大豆花葉病毒SC3株系具有抗性的基因GmGRX4(Glyma.18g240400),所述基因cDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。

所述的對大豆花葉病毒SC3株系具有抗性的基因GmGRX4編碼的蛋白質，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。

本發明旨在提供上述基因在參與抗大豆花葉病毒SC3株系中的應用，具體是指利用VIGS技術，沉默GmGRX4基因后，能改變抗病品種科豐1號的抗病性，變為感病。過表達GmGRX4基因后，能使感病品種南農1138-2獲得對大豆花葉病毒SC3株系的抗性。

本發明的有益效果：

利用菜豆莢斑駁病毒為載體的病毒誘導的基因沉默技術，在抗病大豆品種中沉默GmGRX4基因，在感病品種過表達該基因，綜合說明所述基因對大豆花葉病毒SC3株系具有抗性。利用轉基因技術在感病品種中導入GmGRX4基因，改良受體品種的抗性，從而保證大豆的產量和品質，提高國家對大豆的供給率。且由于所述基因源于大豆，因此，對轉基因大豆的安全性有進一步的提高。

附圖說明

圖1?GmGRX4的PCR擴增產物的瓊脂糖凝膠電泳。其中Marker為TAKARA的DNAmarker?5kb?ladder，GmGRX4為cDNA擴增結果，Control為空白對照及陰性對照。

圖2?GmGRX4基因含有的特殊結構域。通過UniProt網站預測所得，并繪制成圖。

圖3南農1138-2接種BPMV沉默載體后的表型。上圖為盆栽接種后，從左往右為pBPMV-IA-V2，pBPMV-V-GmGRX4。下圖為對應葉片放大圖。