[發明專利]4CL基因在抗大豆胞囊線蟲中的用途

在審

• 申請號: 202310726128.5
• 申請日: 2023-06-19
• 公開（公告）號: CN116536350A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 王惠;王旭東;張順斌;李元杰;王涵雨;段玉璽;白洪志;戰曉泉;姜佳玥;張廣業;謝碩;藺鳳強;周佳霓;梁棟
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;A01H5/00;A01H6/54;A01H6/82
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 莊華紅

本發明屬于植物基因工程領域，具體涉及一種4CL基因在抗大豆胞囊線蟲中的用途。經過試驗證明，4CL基因家族中Gm4CL1、Gm4CL2在接種SCN后不敏感；而Gm4CL3、Gm4CL4在接種SCN后比較敏感，Gm4CL3、Gm4CL4位于細胞質膜，且轉化Gm4CL3的細胞壁加厚，推測Gm4CL3通過調控細胞壁抗性參與大豆胞囊線蟲的脅迫。

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域領域，具體涉及一種4CL基因在抗大豆胞囊線蟲中的用途。

背景技術

大豆(Glycine?max(Linn.)Merr.)，雙子葉植物綱、被子植物門，世界上最重要的豆類。隨著對大豆需求的逐漸增加，病蟲害(大豆胞囊線蟲)、各種微生物感染以及氣候、土壤狀態、機械損傷等影響大豆生產的生物脅迫和非生物脅迫因素需要得到關注，以提升大豆的產量。

大豆胞囊線蟲(Soybean?cyst?nematode,SCN)是動物界、線蟲科、線蟲屬的土傳內寄生線蟲，大豆胞囊線蟲病在全世界各地均有發生，它不僅可以通過侵染大豆根部建立取食位點，影響大豆地上部分的生理性狀造成葉片發黃、矮小，而且也會造成大豆根部的根瘤減少，使得其他微生物對傷口二次感染。因此大豆胞囊線蟲的防控治理刻不容緩。

大豆胞囊線蟲的防治集中在輪作、生物防治及利用分子生物學手段進行抗性育種幾個方面。輪作的效果受到輪作植物、年限以及種植順序的影響，而且由于線蟲在土壤中的久居性不能短時間內從根本上控制線蟲，在大豆產區也不是防治線蟲達到增產的最佳方式。生物防治主要包括食線蟲真菌、內寄生真菌、產生抗生素的真菌、調節植物應答反應的真菌及其誘導大豆系統獲得性抗性和誘導防御反應的真菌，是一種相較于化學防治更加友好的方式。利用分子生物學技術探究抗性機制，進行抗性育種也是目前研究者進行大豆胞囊線蟲防治研究的一種手段，是目前胞囊線蟲防治領域比較經濟有效的手段之一。

4CL常以基因家族的形式存在，已經在桂花、擬南芥、銀杏、大豆、金銀花、水稻等植物內進行了克隆和和功能分析，其中大豆、擬南芥各有四個分別是Gm4CL1、Gm4CL2、Gm4CL3、Gm4CL4和At4CL1、At4CL2、At4CL3、At4CL4。擬南芥的At4CL1、At4CL2、At4CL4同源性密切，At4CL3與前者同源性較遠，研究發現At4CL1、At4CL2、At4CL3、At4CL4均參與木質素的沉積，但At4CL1是木質素沉積的主要參與者，只有在At4CL1不存在時At4CL2、At4CL3、At4CL4才可能會參與木質素合成，而At4CL3主要負責黃酮的生物合成，因此4CL在植物體內具有重疊但又不同的功能，是黃酮和木質素單體合成過程中重要的調節物質，可能受到脅迫影響發揮不同的生物學功能。盡管4CL已在不同植物進行克隆和相關基因的表達驗證，但關于SCN脅迫下不同抗、感大豆品種中4CL的生物學響應和功能還沒有明確的研究。

發明內容

鑒于以上技術問題，本發明提供一種4CL基因在抗大豆胞囊線蟲脅迫中的用途，4CL基因為Gm4CL3或Gm4CL4。試驗證明，Gm4CL3或Gm4CL4轉基因植株對大豆胞囊線蟲脅迫的抗性明顯增強。

本發明第一方面，提供一種4CL基因在抗大豆胞囊線蟲脅迫中的用途，所述4CL基因為Gm4CL3或Gm4CL4；

所述Gm4CL3的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.16所示；

所述Gm4CL4的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.17所示。

優選地，所述Gm4CL3或所述Gm4CL4用于提高大豆細胞壁抗性。

優選地，提高大豆細胞壁抗性是指細胞壁增厚。

優選地，所述大豆為灰皮支黑豆、小粒黑豆或哈爾濱小黑豆。

本發明第二方面，提供一種載體，其包括所述Gm4CL3和/或所述Gm4CL4。