[發(fā)明專利]一種增加?xùn)|莨菪內(nèi)酯含量提高棉花抗黃萎病能力的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310457891.2
• 申請(qǐng)日: 2023-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN116590329A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯玉霞;高琳穎;閆鑫;王平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/82
• 分類號(hào): C12N15/82;C12N9/02;C12N15/53;C12N15/70;C12N1/21;A01H5/00;A01H6/60;C12R1/19
• 代理公司: 北京迎碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11512
• 代理人: 錢揚(yáng)保

本發(fā)明公開了一種增加?xùn)|莨菪內(nèi)酯含量提高棉花抗黃萎病能力的方法。通過編碼基因GhF6`H1編碼的阿魏酰輔酶A6`?羥化酶1來調(diào)控棉花中東莨菪內(nèi)酯的積累，從而提高棉花抗黃萎病能力，所述編碼基因GhF6`H1的核苷酸序列為SEQ?ID?NO.1。本發(fā)明通過改變東莨菪內(nèi)酯合成途徑上的關(guān)鍵酶的高效表達(dá)，從而提高東莨菪內(nèi)酯的含量，使植物獲得更強(qiáng)的抗棉花黃萎病的能力，因此對(duì)阿魏酰輔酶A6`羥化酶1GhF6`H1基因的鑒定及其抗病功能鑒定，對(duì)提高棉花抗病能力具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增加?xùn)|莨菪內(nèi)酯含量提高棉花抗黃萎病能力的方法。

背景技術(shù)

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，但是棉花黃萎病危害對(duì)棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了巨大損失。棉花黃萎病作為一種土傳真菌病害，尚無有效防治措施。

參見圖1，東莨菪內(nèi)酯是一種植物衍生的天然產(chǎn)物，表現(xiàn)出顯著的抗真菌活性等。東莨菪內(nèi)酯具有香豆素核心結(jié)構(gòu)苯駢α-吡喃酮，被認(rèn)為植物在受到病菌侵染后，參與植物防御反應(yīng)，表現(xiàn)出抗真菌活性。

AtF6`H1是首個(gè)從擬南芥中鑒定出控制東莨菪內(nèi)酯合成的關(guān)鍵酶。阿魏酰輔酶A?6`-羥化酶1(F6`H1)屬于2-氧化戊二酸依賴的雙加氧酶(2-oxoglutarate-dependentdioxygenase,2OGD)家族，是一類含非血紅素鐵的可溶性蛋白，主要參與DNA修復(fù)等的生物合成、抗生素的生物合成和病菌脅迫響應(yīng)等。Sun等研究表明，沉默東莨菪內(nèi)酯生物合成關(guān)鍵酶F6`H1(阿魏酰輔酶A?6`-羥化酶1)，發(fā)現(xiàn)其藍(lán)色熒光主要由東莨菪內(nèi)酯及其β-糖苷形式東莨菪苷發(fā)出。明確東莨菪內(nèi)酯有較強(qiáng)的抗真菌活性(Sun?H,Wang?L,Zhang?B,et?al.Scopoletin?is?a?phytoalexin?against?Alternaria?alternata?in?wildtobacco?dependent?on?jasmonate?signalling[J].Journal?of?Experimental?Botany,2014,65(15):4305-4315)。王蕾等克隆了大豆阿魏酰輔酶A?6`-羥化酶1基因GmF6`H1。結(jié)果表明GmF6`H1在大豆根中的表達(dá)量最高，其次是莢果、葉和莖。GmF6`H1蛋白純化，以阿魏酰輔酶A為底物研究其酶活特性，利用HPLC檢測(cè)GmF6`H1能夠催化阿魏酰輔酶A生成東莨菪內(nèi)酯。轉(zhuǎn)GmF6`H1基因超表達(dá)擬南芥根中東莨菪內(nèi)酯含量高于擬南芥At?F6`H1突變體(王蕾,張娟,魏麗娟等.大豆GmF6'H1基因的克隆及功能驗(yàn)證[J].西北植物學(xué)報(bào),2015,35(02):213-219)。Kai等利用擬南芥的咖啡酰輔酶A?O-甲基轉(zhuǎn)移酶1(CCoAOMT1)和阿魏酰輔酶A?6`-羥化酶1(F6`H1)的T-DNA插入突變體，證明東莨菪內(nèi)酯的生物合成強(qiáng)烈依賴于F6`H1(KaiK,Mizutani?M,Kawamura?N,et?al.Scopoletin?is?biosynthesized?via?ortho-hydroxylation?of?feruloyl?CoA?by?a?2-oxoglutarate-dependent?dioxygenase?inArabidopsis?thaliana[J].Plant?Journal,2008,55(6):989-999)。F6`H1在番薯(Ipomoeabatatas)中報(bào)道，命名為IB1(Matsumoto?S,Mizutani?M,Sakata?K,et?al.Molecularcloning?and?functional?analysis?of?the?ortho-hydroxylases?of?p-coumaroylcoenzyme?A/feruloyl?coenzyme?A?involved?in?formation?of?umbelliferone?andscopoletin?in?sweet?potato,Ipomoea?batatas(L.)Lam[J].Phytochemistry,2012,74:49-57)。Vialart等在蕓香(Ruta?graveolens)中發(fā)現(xiàn)了C2`H(pcoumaroyl?CoA?2`-hydroxylase)，它不僅催化對(duì)香豆酰輔酶A鄰位羥基化生成傘形花內(nèi)酯，還具有F6`H1的活性(Vialart?G,Hehn?A,Olry?A,et?al.A?2-oxoglutarate-dependent?dioxygenase?fromRuta?graveolens?L.exhibits?p-coumaroyl?CoA?2'-hydroxylase?activity(C2'H):amissing?step?in?the?synthesis?of?umbelliferone?in?plants[J].The?Plantjournal:for?cell?and?molecular?biology,2012,70(3):460-470)。