[發明專利]GhTGA9蛋白及其編碼基因在調控植物抗大麗輪枝菌黃萎病中的應用

有效

• 申請號: 202211080544.4
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN116162630B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 簡桂良;盧美光;賀浪;張華崇
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院植物保護研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/60;A01H6/20
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產權代理有限公司 16117
• 代理人: 張軍艷

本發明公開了GhTGA9蛋白及其編碼基因在調控植物抗大麗輪枝菌黃萎病中的應用，屬于分子生物學技術領域。本發明驗證的棉花GhTGA9基因，該基因為典型的DCD超蛋白家族基因，介導了細胞的程序性死亡，通過基因沉默和超表達分析證實，該基因具有控制棉花或其他農作物抗大麗輪枝菌黃萎病的能力，在功能上證明了GhTGA9基因在陸地棉抗黃萎病性能上起到了重要作用，這對于高產優質感病棉花或其他農作物品種的抗黃萎病性的遺傳改良具有重要意義。

技術領域

本發明涉及分子生物學技術領域，特別是涉及GhTGA9蛋白及其編碼基因在調控植物抗大麗輪枝菌黃萎病中的應用。

背景技術

棉花是重要的經濟作物，在國民經濟中占有重要地位，它不僅是紡織、化工、醫藥和國防工業的重要原料，而且是重要的出口創匯商品。其中，陸地棉(Gossypium.hirsutum)是主要種植種類，占我國棉花面積的99％以上。黃萎病是棉花生產中最重要病害之一。

引起黃萎病發生的病原物是大麗輪枝菌(Verticillium?dahliae)。病原相關的模式分子引發的免疫反應(Pathogen?associated?molecular?pattern?TriggeredImmunity，PTI)在植物抵抗病原物的侵染過程中發揮著重要的作用，植物的識別受體(Pattern?Recognition?Receptors，PRRs)能識別病原物表面的相關模式分子(PathogenAssociated?Molecular?Patterns，PAMPs)，促發PTI。富含亮氨酸重復序列受體激酶(LRR-RKS)類的PRRs依賴LRR-RKBAK1的調節來傳遞信號，BAK1(BRI1-associated?receptorkinase1)還與LRR-RKBRI1相互作用，BAK1和BRI1(Brassinosteroidinsen-sitive?1)是類固醇激素油菜素(Brassinosteroid，BR)的主要受體，能夠促進BR信號的傳遞，在植物的免疫機制中，外源病原體侵入的信號能被BAK1接收，經過信號遞級傳遞，BR信號激活磷酸酶PP2A，使BZR1和BES1去磷酸化，與大量基因的啟動子結合，從而調節這些基因的表達；BR也是介導植物生長的正調節因子。

BR是植物生活史中廣泛的發育和生理過程所必需的激素，在植物生長發育及逆境應答中也發揮重要作用。在過去的大多數報道中，都是研究BRs的生物合成或信號轉導相關的基因，與植株矮化、延遲開花，衰老等一系列表型相關。有研究表明，GhTGA7、GhBZR1介導激素代謝途徑，BES1/BZR1是BR信號轉導途徑的唯一轉錄因子。在病原物侵染植物的過程中，TGA、BR也起著重要的作用，Albrecht等研究發現，BR信號可能通過調控富含亮氨酸重復序列的受體樣激酶(LRR-RLK)BAK1下游的免疫信號，在植物生長過程中發揮重要的免疫調節作用，是病原菌侵染過程中潛在的調控位點。生理研究還表明，TGA、BRs促進細胞伸長，增強對環境脅迫的耐受性和對病原體侵染的抵抗力，從而提高作物產量。Lozano-Duran?R等對擬南芥的研究發現，BZR1可誘導幾種WRKY轉錄因子(WRKY15、WRKY18、WRKY11)和HBI1的表達，這些轉錄因子對早期免疫反應具有負面控制作用；此外，BZR1還與WRKY40結合，介導BR與免疫信號之間的拮抗作用，最終BZR1介導的轉錄改變將導致PTI信號的抑制。可見，TGA、BZR1是BR信號的重要調節因子，可誘導PTI的負調控因子表達，來抑制植物的免疫防線，從而利于病原物的入侵。因此，亟需明確與陸地棉黃萎病相關抗性有關的調節因子，以用于解決黃萎病不時流行對于陸地棉造成的損失。

發明內容

本發明的目的是提供GhTGA9蛋白及其編碼基因在調控植物抗大麗輪枝菌黃萎病中的應用，以解決上述現有技術存在的問題，本發明利用基因沉默(VIGS)和在擬南芥中超表達證實了該基因可以提高抗大麗輪枝菌黃萎病性的能力，這對于遺傳改良高產優質感病棉花或其他農作物品種的抗黃萎病性的具有重要意義。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：