[發明專利]茄子E3泛素連接酶基因SmDDA1b及其在提高青枯病抗性的應用

有效

• 申請號: 202110890085.5
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113789312B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 曹必好;邱正坤;顏爽爽;王亦棲;雷建軍;朱張生;陳長明
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 廣州正明知識產權代理事務所(普通合伙) 44572
• 代理人: 張麗

本發明屬于分子生物學技術領域，公開了茄子E3泛素連接酶基因SmDDA1b及其在提高青枯病抗性的應用，本發明利用茄子負調控轉錄因子SmNAC為誘餌，從cDNA文庫中篩選出E3泛素連接酶基因SmDDA1b并進行功能驗證，結果表明茄子E3連接酶基因SmDDA1b正調控茄子抗青枯病。本研究以期為茄子抗青枯病的分子機制提供理論參考。

技術領域

本發明屬于分子生物學技術領域，更具體地，涉及茄子E3泛素連接酶基因SmDDA1b及其在提高青枯病抗性的應用。

背景技術

茄子(Solanum?melongena?L.)是茄科(Solanaceae)茄屬(Solanum?L.)一年生或多年生蔬菜作物，起源于印度及中國西南部地區。是亞洲、地中海、中歐及東南歐各地廣泛栽培的夏季蔬菜。茄子營養豐富，具蛋白質、脂肪、碳水化合物及多種微量元素，除此以外，還富含維生素P和龍葵堿，具有保護心腦血管、抗衰老等作用，其果可供蔬食，其根、莖、葉均可入藥，葉還可以作麻醉劑。

但茄子易受病害侵襲，尤其是青枯病，可造成茄子品質下降，大量減產。茄子受青枯病病害時，一般減產20％～30％，嚴重時可達50％～60％。青枯病造成的重大經濟損失和難以治理的現狀，已嚴重威脅到茄科植物的生產和發展。研究發現，茄科許多作物的栽培品種不抗青枯病，生產上也沒有抗青枯病的茄子品種抗病品種多為半栽培品種或野生種。目前，對茄科青枯病抗病性遺傳的報道多樣，至今未有定論。

目前已驗證的茄子青枯病抗性相關基因較少，茄子抗青枯病涉及多種因子，分子機制較為復雜，仍不明確。Xiao等驗證茄子RE-bw基因為抗青枯病重要基因，且能與青枯菌無毒效應子Popp2發生互作。邵欣欣研究發現茄子ERF轉錄因子SmERF參與抗青枯病過程，并獲得茄子抗青枯病的SmERF相關基因SmERF66及SmERF88。李可等通過基因沉默(VIGS)技術驗證茄子EDS1基因對抗青枯病具有正調控的作用。同時，Chen等對茄子SmNAC轉錄因子進行功能鑒定分析得出SmNAC負調控茄子抗青枯病抗性。Qiu等研究表明外施亞精胺(Spd)可顯著提高茄子對青枯病的抗性，而R2R3-MYB轉錄因子SmMYB44能夠直接結合亞精胺合成酶基因SPDS的啟動子并增強其表達，促進亞精胺的合成。

泛素(Ubiquitin，Ub)最早發現于小牛胸腺當中，是普遍存在于真核生物中的保守低分子量(8.5kDa)蛋白質，由76個氨基酸組成。泛素幾乎參與真核生物的所有方面，包括生長發育和免疫調節。泛素/26S蛋白酶體系統(Ubiquitin/26S?Proteasome?System，UPS)是主導泛素化的保守體系，由泛素、泛素激活酶(E1)、泛素結合酶(E2)、泛素連接酶(E3)和26S蛋白酶體5個基本部分組成，中心成分是泛素分子，泛素通過E1、E2和E3相互作用，與靶蛋白結合，由此改變蛋白質組成而調控真核生物的功能。在泛素系統中，E3連接酶的基因數量相對較高，且在識別底物特異性方面具有重要作用。

不同于E1激活酶和E2結合酶，E3連接酶大量且多樣。據現有報道，E3連接酶根據其結構特征域及傳遞泛素至靶蛋白的作用機制，主要被分為三個家族，HECT?E3s，RING?E3s，RBR?E3s。其中，RING型家族最大，含有一個被稱為RING的鋅結合結構域或U-box結合域。從結構上看，RING結構域和U-box結構域類似，但U-box結構域主要通過鹽橋、離子螯合以及氫鍵從E2上轉移泛素至靶蛋白。而RING結構域主要通過8個氨基酸與鋅離子的螯合形成共價鍵來轉移泛素。CRLs(cullin-RING-ligases)是多亞基復合體，也是RING型家族中最大的家族，其主要由cullin蛋白、RING蛋白、底物受體以及Adaptor蛋白組成。cullin蛋白為核心支架，C端錨定RING蛋白，N端與CRL的adaptor互作，Adaptor幫助CRL連接底物受體。泛素化修飾通過構象激活CRLs，更改Cullin-RING接口，與NEDD8的共價連接來進行翻譯后修飾，以激活連接酶活性。