[發明專利]BZR1基因在調控植物對蟲害脅迫抗性中的應用

有效

• 申請號: 202111144937.2
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113801886B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 喻景權;吳少芳;胡璋健;胡超軼;范飛軍;周艷虹
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江大學山東（臨沂）現代農業研究院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/113;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰;胡紅娟

本發明公開了BZR1基因在調控植物對蟲害脅迫抗性中的應用，屬于生物技術領域。所述應用為：利用生物技術手段使得所述BZR1基因功能缺失，進而提高植物對蟲害脅迫的抗性；所述BZR1基因的編碼序列如SEQ ID NO.1所示或與SEQ ID NO.1所示序列具有至少70％同源性且編碼的蛋白在功能上等價。本發明首次公開BZR1基因在調控植物對蟲害脅迫尤其是棉鈴蟲抗性方面的用途，通過基因編輯技術缺失BZR1基因功能，可顯著增強植物對對棉鈴蟲的抗性，可將其應用到抗蟲害脅迫植株品種的培育中。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種通過缺失BZR1基因功能來提高植物對蟲害尤其是棉鈴蟲抗性的方法。

背景技術

番茄(Solanum lycopersicum L.)是世界上消費和種植最廣泛的蔬菜之一。然而，在整個生長周期中，番茄面臨各種病蟲的侵襲，導致了巨大的經濟損失。若大量施用殺蟲劑防治，則會帶來農藥殘留、環境污染和耐藥性等問題。鑒于番茄具備生命周期相對較短、基因組較小、遺傳多樣性高、轉基因和栽培容易等優點，加之全基因組測序完成和分子遺傳學研究的發展，番茄已經成為研究植物與病蟲害互作的經典模式植物。因此，以番茄為對象，探究植物抵御蟲害的分子機制對于蟲害控制和農產品安全生產具有積極的生態、經濟意義。

棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)是在中國棉區和蔬菜種植區均有發生的重要作物蟲害。棉鈴蟲取食范圍廣，寄主植物多達30多科200余種，其中包括重要的園藝作物——番茄。棉鈴蟲在番茄種植的整個周期均可發生，其最大的危害是專蛀果實，引起果實腐變，產量損失達30％以上，已經成為發展晚茬番茄生產的一個主要障礙因素。因此，探究番茄內在防御棉鈴蟲的分子機制對培育抗蟲新品種具有一定的指導意義。

作為固著生物，植物已經進化出大量的防御策略來對抗草食動物，以成功生存和繁殖。植物對草食動物攻擊的防御反應是由植物激素(Pieterse,C.M.J.等，“SignallingNetworks Involved in Induced Resistance.”In Induced Resistance for PlantDefense，2014，58–80)介導的，其中，茉莉酸(JA)信號通路已被公認為是調控植物對草食動物防御反應的核心通路(Howe GA等，“Modularity in jasmonate signaling formultistress resilience.”Annu.Rev.Plant Biol.，2018，69，387–415)。當草食動物攻擊時，JA信號激活，修飾植物的物理和化學表型，從而增加植物的抵御能力。過去20年的深入研究揭示了JA通路的重要分子組成(Howe GA等，“Modularity in jasmonate signalingfor multistress resilience.”Annu.Rev.Plant Biol.，2018，69，387–415)。在植物受到損傷時，脂酰水解酶從質體膜中的半乳糖脂中釋放α-亞麻酸(18:3)，由13-脂肪加氧酶氧化，然后環氧化和環化反應生成12-氧代-植二烯酸(OPDA)。OPDA被運輸到過氧化物酶體中，經還原和乙酰輔酶A氧化酶(Acx1)等介導的三個β氧化循環形成(+)-7-iso-JA，通過差向異構轉變為較為穩定的反式構型，即JA。進一步，JA與異亮氨酸結合形成具有活性的衍生物茉莉酸-異亮氨酸(JA-Ile)。JA-Ile結合由COI1、JAZ及肌醇聚磷酸鹽輔因子組成的受體，致使抑制因子JAZ被26S蛋白酶體降解，從而釋放MYC轉錄因子，激活下游防御基因的表達。雖然JA信號轉導途徑已經得到了廣泛的研究，但對于JA合成途徑的調控機制亟待進一步的探究。