[發明專利]敲除JAMs基因提高番茄對南方根結線蟲抗性

在審

• 申請號: 202210864977.2
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115976099A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 周杰;鄒金萍;喻景權
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;C12N15/29;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: 高佳逸

本發明公開了一種通過敲除JAMs基因提高番茄對南方根結線蟲抗性的方法，所述JAMs基因為JAM1基因和/或JAM2基因。本發明研究發現，JAMs參與了RKN的抗性，并且發現jams突變體增強了番茄對根結線蟲的抗性，即JAMs負向調控番茄南方根結線蟲抗性。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種通過敲除JAMs(JAM1，JAM2)基因提高番茄對南方根結線蟲抗性的方法。

背景技術

目前，我們對茉莉酸(JA)的研究中的一個重要問題涉及激素的許多化學衍生物的生物學功能，非生物活性JA是活性JA的前體或失活形式。茉莉酸可以調節廣泛的植物過程，包括生長和發育，以及針對生物和非生物脅迫的防御系統。盡管乙烯(ET)、水楊酸(SA)和其他植物激素對于控制植物-病原體相互作用很重要，但與JA相比，這些信號對寄主抗性的貢獻相對較小。

對擬南芥(Arabidopsis?thaliana)和番茄(Solanum?lycopersicum)模型系統的數十年研究闡明了一個核心JA信號通路，該通路由多個相互連接的蛋白質-蛋白質相互作用模塊組成，這些模塊控制激素反應基因的轉錄狀態。JA-Ile由F-box蛋白CORONATINEINSENSITIVE1(COI1)和JASMONATE?ZIM?DOMAIN(JAZ)蛋白組成的蛋白質復合物感知，導致泛素依賴性降解JAZ蛋白質從而激活MYC轉錄因子以調節JA響應基因。目前研究最多的JA誘導型轉錄因子是基本的螺旋-環-螺旋(bHLH)蛋白MYC2，它在擬南芥中充當JA的主要調節因子，此外MYC相關DNA結合蛋白的bHLH亞支，稱為JA-ASSOCIATED?MYC2-LIKE1(JAM1)、JAM2和JAM3，通過與MYC2的DNA結合能力競爭，在JA介導的防御反應中發揮負面作用。有研究表明JASMONATE?ASSOCIATED?MYC2-LIKE1(JAM1)、JAM2和JAM3編碼其他基本螺旋-環-螺旋轉錄因子，參與不同的多防御反應，在擬南芥中以依賴COI1和MYC2的方式正調控防御反應。然而，與myc2相反，jam1/jam2/jam3三重突變體在用茉莉酸甲酯(MeJA)處理時表現出較短的根，表明對JA的反應增強。在MeJA處理后，關鍵的茉莉酸代謝基因以及一組編碼調節JA反應性代謝基因的轉錄因子的基因受到JAMs的負調控。雖然研究已表明JAM1、JAM2和JAM3是在JA信號傳導中主要拮抗MYC2的新因子，調節番茄對昆蟲的抗性，但JAMs是否參與根結線蟲的防御以及其中的機制還不清楚。

根結線蟲(RKNs；Melodogyne?spp.)是一類病原性寄生蟲，主要侵染植物根部，對農業造成威脅。雖然目前有很多研究控制根結線蟲，但有效控制根結線蟲很困難，線蟲對環境的威脅仍然不可小覷。所以，研究通過JA途徑抵御病原體侵襲為今后植物-病原體防御提供理論基礎，并有效抑制線蟲對番茄的侵害。

為了探究JAMs如何參與根結線蟲的抗性，我們創建了jam1,jam2單突突變體和jam1/jam2雙突突變體植株，并發現了JAMs在番茄對南方根結線蟲的防御中發揮負調控作用，這為JA途徑與番茄對線蟲的防御反應的研究提供了理論支撐，并創造了提高抗性的材料，對提高番茄的生產和產量具有重大意義。

發明內容

本發明通過CRISPR/CAS9技術構建了jams突變體植株，并且在野生型番茄(WT)和jams突變體植株中接種線蟲4周后發現jams突變體植株的根結數目較野生番茄少，野生型番茄根結也比jams突變體的根結更為明顯。據此，本發明提供了一種通過敲除JAMs基因提高番茄對南方根結線蟲抗性的方法。

一種通過敲除JAMs基因提高番茄對南方根結線蟲抗性的方法，所述JAMs基因為JAM1基因和/或JAM2基因；

所述JAM1基因選自以下兩種中任意一種：

A、所述JAM1基因的堿基序列如SEQ?ID?NO：1所示；