[發明專利]Mgtph-1基因在制備抗擬禾本科根結線蟲轉基因水稻中的應用

在審

• 申請號: 202310756198.5
• 申請日: 2023-06-26
• 公開（公告）號: CN116656722A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 丁中;張子旭;葉姍;陽祝紅
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/53;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 楊逍

本發明涉及植物基因工程技術領域，公開了Mgtph?1基因在制備抗擬禾本科根結線蟲轉基因水稻中的應用。本發明通過構建pBWA(V)HS?TPH?1干擾載體，轉化水稻粳稻品種日本晴獲得轉基因陽性植株，并進一步鑒定得到穩定遺傳的T1代轉基因水稻。利用生長7天的轉基因陽性水稻苗接種擬禾本科根結線蟲，于接種10天后染色觀察，結果發現轉基因水稻中雌蟲的數量顯著少于日本晴野生型。利用轉基因水稻進行盆栽實驗，結果表明轉基因水稻株系根結數顯著低于日本晴野生型對照組，并且擬禾本科根結線蟲在轉基因水稻株系的繁殖系數顯著少于日本晴野生型，相較于野生型日本晴減少了72.8％～90.6％。因此，針對擬禾本科根結線蟲的分子靶標TPH?1開發基因表達干預水稻新品種具有重要意義。

技術領域

本發明涉及植物基因技術領域，更具體地說，它涉及Mgtph-1基因在制備抗擬禾本科根結線蟲轉基因水稻中的應用。

背景技術

5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)是一種保守的神經遞質，受到各種酶、轉運蛋白和受體的調節，可調控動物界幾乎所有門的攝食行為。色氨酸(tryptophan,Try)是5-HT生物合成的前體，在色氨酸羥化酶(tryptophan?hydroxylase,TPH)的作用下生成5-羥色氨酸，再在5-羥色氨酸脫羧酶(aromatic?L-amino?acid?decarboxylase,AADC)的作用下脫羧形成5-HT。合成的5-HT儲存在神經元突觸前膜的囊泡內，刺激神經元可使囊泡與突觸前膜融合并釋放5-HT到突觸間隙，釋放的5-HT部分與突觸后膜上的受體結合從而激活相關的信號通路。

通常認為過高的5-HT對哺乳類動物的攝食產生抑制作用，但對無脊椎動物的攝食具有促進作用。研究表明，外源性5-HT不僅可刺激秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditiselegans)咽部的泵動，還可以在缺乏寄主的情況下刺激甜菜孢囊線蟲(Heteroderaschachtii)、大豆孢囊線蟲(H.glycines)、南方根結線蟲(Meloidogyne?incognita)、穿刺短體線蟲(Pratylenchuspenetrans)和馬鈴薯白線蟲(Globoderapallida)等植物線蟲口針的伸縮，并進一步發現穿刺短體線蟲、馬鈴薯白線蟲等植物線蟲體內存在色氨酸羥化酶TPH-1、內源性5-HT及5-HT信號通路，且內源性5-HT能調節植物線蟲口針的伸縮等行為。

水稻根結線蟲病是水稻的重要線蟲病害，其主要病原物擬禾本科根結線蟲(M.graminicola)是國際公認的對水稻最具危險性和破壞力的植物線蟲，其危害隱蔽，難于防治。近年來在我國南方水稻產區頻繁發生，嚴重威脅我國南方水稻主產區的糧食安全?；瘜W防治是防治植物寄生線蟲病害的主要有效手段之一，但現有的殺線蟲劑數量過少，可供選擇的品種有限，殺線蟲劑大多為非專用高毒類品種，其作用靶標與高等動物具有高度的相似性(如膽堿酯酶等)，現有的少數幾個高效低毒殺線蟲劑均是國外公司產品。植物線蟲的防控多年來一直是我國植物保護領域的瓶頸，亟待開發環境友好、低毒、高效的藥劑和基因表達干預產品。發現和利用新的作用靶標是開發基因表達干預產品的基礎。之前的研究報道中，只涉及色氨酸羥化酶TPH-1在植物線蟲的生理功能，并未涉及其作為分子靶標在線蟲病害防治方面的應用。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的上述缺陷，本發明提供了Mgtph-1基因在制備抗擬禾本科根結線蟲轉基因水稻中的應用，能夠明顯抑制擬禾本科根結線蟲的危害。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：Mgtph-1基因在制備抗擬禾本科根結線蟲轉基因水稻中的應用，Mgtph-1基因的登錄號為OQ425409.1，所述Mgtph-1基因的CDS序列如SEQ?ID?NO:1所示。

進一步的，通過RNA干擾擬禾本科根結線蟲分子靶標TPH-1沉默或降低其表達來構建抗擬禾本科根結線蟲轉基因水稻

綜上所述，本發明具有以下有益效果：