[發明專利]海島棉跨膜蛋白GbTMEM214-A07/D07基因及應用

有效

• 申請號: 202110883401.6
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113637681B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 趙君;劉劍光;肖松華;徐劍文
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 袁瑞紅

本發明公開了海島棉跨膜蛋白基因GbTMEM214?A07/D07及其應用，該基因由2414個堿基組成，自5’端第283位堿基為轉錄起始位點，至第2025位堿基為轉錄終止位點，編碼區全長為1743bp，該基因是一個參與棉花對黃萎病抗性過程的基因，可以豐富抗病基因資源，為棉花抗黃萎病機制解析和抗病育種提供有效的新工具。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及海島棉跨膜蛋白基因序列及其應用。

背景技術

棉花是重要的經濟作物之一，棉纖維是主要的紡織工業原料。隨著可耕地面積的減少和環境的惡化，棉花生產受到多種生物和非生物因子的影響，尤其是黃萎病的頻繁發生給我國棉花生產造成重大損失。由于常規陸地棉栽培品種中缺少免疫或高抗黃萎病的抗源，通過傳統的育種方法已經很難滿足現代農業需求，所以通過基因工程的方法來改良現有品種將是今后育種的主要方法。

已有研究表明，棉花對黃萎病的抗性機制涉及活性氧、水楊酸、茉莉酸、乙烯、油菜素內酯，精胺和Camalexin(Johansson?et?al.，2006；Gao?et?al.，2013；Mo?et?al.，2015，2016)等信號途徑。到目前為止，許多研究者克隆了大量與植物抗黃萎病相關的基因。其中番茄中的Ve1基因是目前克隆的最著名的抗黃萎病基因(Kawchuk?et?al.，2001；Fradin?etal.，2011)，但是研究表明，由于棉花黃萎病菌株與番茄黃萎病菌株存在較大差異，該基因對棉花的黃萎病沒有抗性，這表明棉花對黃萎病的抗病機制與番茄存在較大差別(劉琳琳等，2014)。棉花中也克隆大量抗黃萎病相關的基因，包括GbCAD1、GbSSI2(Gao?et?al.，2013)、GbRLK(Zhao?et?al.，2015)、GbSTK(Zhang?et?al.，2013)、GbTLP1(Munis?et?al.，2010)、GbERF1-like(Guo?et?al.，2016)、GhPAO(Mo?et?al.，2015)、GhSAMDC(Mo?et?al.，2016)和Gbvdr5(Yang?et?al.，2015)等。同時，部分研究者還證明一些外源基因也能提高棉花對黃萎病的抗性，如GAFPs(Wang?et?al.，2015)、Hpal_xoo(Miao?et?al.，2010)、NaD1(Gaspar?et?al.，2014)、p35(Tian?et?al.，2010)、和Hcm1(Zhang?et?al.，2016)。上述研究還處于試驗階段，僅僅得到了對黃萎病有抗性的工程植株，但還沒有通過轉基因方法培育出抗性品種的報道，其在生產上的可利用性有待進一步深入探究。

本發明所克隆的是海島棉中的一個跨膜蛋白基因。跨膜蛋白是存在于生物膜上的一類特殊蛋白，處于細胞與外界的交界部位，介導細胞與外界之間的信號傳導，感受植物病原信號、參與抗逆性反應，在生物體生命活動中不可或缺。在植物抗病過程中，跨膜蛋白的可以識別和接受病原信號物，激活胞內反應，將胞外信號轉導到胞內，誘導防御反應(Ma?etal.，2005)。如水稻抗白葉枯病基因Xa21(Song?et?al.，1995)，水稻抗稻瘟病基因Pi-d2(Chen?et?al.，2006)，擬南芥的FLS2基因(Robatzek?et?al.，2006)，番茄抗黃萎病基因Vel(Fradin?et?al.，2011)等。跨膜蛋白(Transmembrane?protein，TMEM)家族是人類功能基因組時代的主要研究對象，植物中還沒有相關報道。綜合動物TMEM現有的功能相關的報道文章，發現其多與細胞間、細胞內的信號傳導、免疫相關疾病以及腫瘤發生、發展等相關，并且對這類蛋白進行了分型以及蛋白家族的確立，如MS4A家族、Anocta?min家族等(Katoh?etal.，2004；Christopher?et?al.，2006)。TMEM參與多項生理過程，如構成質膜的離子通道、活化信號轉導通路、介導細胞趨化、黏附、凋亡、自噬作用等。但對家族成員功能報道的文獻甚少，表明對其研究仍處于初級階段，也為該領域研究提供了廣泛空間(Gregersen?etal.，2014；Lee?et?al.，2017)。