本发明专利技术公开了SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病抗性和耐旱性中的应用，所述SlNAC29基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术通过转基因技术，构建了SlNAC29基因过表达载体，并利用组培技术，筛选获得了SlNAC29过表达纯合株系OE:SlNAC29‑1，OE:SlNAC29‑2；然后，通过接种番茄细菌性叶斑病菌后，统计发病率，并进行台盼蓝染色，以检验细胞是否死亡，证明了过表达的SlNAC29基因能够提高植物对细菌性叶斑病的抗性。同时，对过表达植株进行干旱处理，拍摄植株抗旱表型，证明了过表达的SlNAC29基因能提高植物对干旱的耐受性。
【技术实现步骤摘要】
SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病抗性和耐旱性中的应用
本专利技术涉及生物
，尤其涉及SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病抗性和耐旱性中的应用。
技术介绍
近年来，我国蔬菜播种面积逐年上涨，蔬菜已成为市场化程度最大的经济作物。据2017年中国统计年鉴数据显示，在农作物种植结构中蔬菜的种植比例由2000年的9.7％上升到2016年的13.4％，居各类经济作物之首(http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2017/indexch.htm)。其中，番茄是栽培最为广泛的蔬菜作物之一，由于番茄及其制品的独特食用、保健及辅助治疗的功效，在世界农业生产中占有重要的地位。但是，温室效应导致全球气候变暖，干旱发生频率高、持续时间长，影响范围广、后续影响大，成为影响我国农业生产最严重的气象灾害，各种细菌性、病毒性以及真菌性病害发生十分猖獗，干旱和病害对农业产量及品质造成了极大的威胁。细菌性叶斑病是由丁香假单胞杆菌引起的，给农业生产造成了巨大的经济损失。番茄细菌性叶斑病在辽宁、福建、内蒙古、新疆、广西、河北、甘肃、吉林、天津等省市区均有发生。该病可造成5％-75％的产量损失。干旱导致植物光合电子传递链过度还原，产生过量活性氧，损坏植物细胞膜系统，影响番茄正常生长发育，产量和品质下降，因此，增强番茄的抗病性以及耐旱性对番茄生产具有重要的现实意义。目前，在我国使用化学农药防治病虫害是最为常见的防治手段。大量的化学农药投入到农业生态体系中严重破坏了农田生态系统，打破了农业生态平衡，影响了生物多样性，不利于农业的可持续发展。大量化学农药施用也频频引发食品安全问题，对人们的身体健康造成威胁。因此，寻找出新的、有效的、经济无害的方法，有效提高番茄应对不良环境的能力，是目前蔬菜生产中亟待解决的难题之一，也是当今蔬菜生产和科研工作中的研究热点，培育抗性品种具有重要的实际生产意义。培育抗性品种，有两种常用方法，一种是将作物与具有抗性的亲本进行杂交及多代回交等过程进行筛选，一般需要花费较长时间，且需要大量人力物力；另一种方式是转基因育种，该方式最为高效快速，且可以实现跨物种的基因发掘，拓宽遗传资源的利用范围，实现已知功能基因的定向高效转移。这种对基因进行精确定向操作的育种方式效率更高，针对性更强，在缓解资源约束，保障粮食安全，保护生态环境，拓展农业功能等方面有巨大潜力。利用这种方法，可以导入一个广谱抗病调控基因，或者一种植物中可同时导入多个抗病调控基因，因此具有培育广谱、持久抗病品种等优点，或者导入抗旱基因，培育耐旱品种。转基因育种，需要对基因功能有所了解。NAC转录因子为植物六大转录家族成员之一，为植物所特有，NAC家族成员众多，在番茄中有74个。有研究显示，NAC基因家族中的很多成员在植物对病菌侵染或抗病相关信号分子处理后表现出差别表达特征，反映了NAC基因家族在植物抗病反应中具有一定的生物学功能。有报道表明NAC家族成员在防御某些植物病害中起正调控作用。例如，水稻OsNAC6基因表达受机械损伤和稻瘟病所诱导，过量表达OsNAC6基因可以激活过氧化物酶基因的表达，进而提高水稻对稻瘟病的抗性(NakashimaK等，“FunctionalanalysisofaNAC-typetranscriptionfactorOsNAC6involvedinabioticandbioticstress-responsivegeneexpressioninrice.”ThePlantJournal，(2007)51,617–630)；也有NAC家族成员能通过增强穿透阻力而阻止病菌进入。大麦基因HvNAC6在白粉病菌侵染早期，表达集中在表皮细胞内；在表皮细胞内沉默HvNAC6，表皮细胞对白粉病菌的耐穿透力降低，而互补试验表明在表皮细胞瞬时过量表达HvNAC6基因后能增强大麦表皮细胞对白粉病菌的耐穿透力(M.K.Jensen等，TheHvNAC6transcriptionfactor:apositiveregulatorofpenetrationresistanceinbarleyandArabidopsis。PlantMol.Biol.,65(2007),pp.137-150)。然而，也有NAC转录因子在抗病进程中起负调控作用，番茄SlNAC1能与番茄曲叶病毒(Tomatoleafcurlvirus,TLCV)复制增强蛋白结合,过量表达SlNAC1后增加了TLCVDNA的积累(SelthLA等，“ANACdomainproteininteractswithtomatoleafcurlvirusreplicationaccessoryproteinandenhancesviralreplication.”，PlantCell,2005,17(1):311–325)。近年来的研究越来越显示出NAC转录因子在转基因育种中的应用潜力，如过量表达SNAC1、SNAC2、ONAC10的转基因水稻植株抗盐能力增强，过量表达OsNAC06的转基因水稻能增强对稻瘟病的抗病性，过量表达HvNAC6的转基因大麦能够增强对白粉病的抗性。因此，通过转基因技术改变NAC基因表达水平或NAC蛋白活性有可能获得抗病抗逆转基因作物新品种或新材料。然而，对于番茄SlNAC29基因的研究却并未有报道。研究SlNAC29基因有利于深入解析番茄对细菌性叶斑病的抗性机制，以及用于解析番茄抗旱机制，可用于抗病抗旱番茄的培育，对研发抗性品种具有一定的理论指导意义；对于提高番茄应对不良环境的能力，培育抗性品种也具有重要一定的生产意义。
技术实现思路
本专利技术提供了SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病抗性和抗旱性中的新用途，为培育抗细菌性叶斑病和耐旱的番茄品种提供依据。具体技术方案如下：本专利技术提供了SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病中的应用，其中，所述SlNAC29基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。该SlNAC29基因位于番茄的第五染色体上，其开放阅读框(ORF)长849bp；SlNAC29基因编码一种转录因子，该转录因子由282个氨基酸组成，其序列如SEQIDNo.2所示。本专利技术通过转基因技术，构建了SlNAC29基因过表达载体，并利用组培技术，筛选获得了SlNAC29过表达纯合株系OE:SlNAC29-1，OE:SlNAC29-2；然后，通过接种番茄细菌性叶斑病菌后，统计发病率，并进行台盼蓝染色，以检验细胞是否死亡，证明了过表达的SlNAC29基因能够提高植物对细菌性叶斑病的抗性。同时，对过表达植株进行干旱处理，拍摄植株耐旱性表型，证明了过表达的SlNAC29基因能提高植物对干旱的耐受性。此外，本专利技术还通过凝胶迁移实验(EMSA)，发现SlNAC29基因编码蛋白通过与碳酸酐酶基因βCA3的启动子上的序列为CACG的特异位点结合，进而调控碳酸酐酶基因的转录；而在前人的研究中已发现，βCA3基因过表达能增强番茄植株对番茄细菌性叶斑病的防御能力。所以，进一步地，本专利技术提供了SlNAC29基因编码的转录因子在提高番茄细菌性叶斑病抗性中的应用。进一步地，所述转录因子通过与碳酸酐酶基因的启动子特异性结合，调控βCA3基因的表达，进而提高番茄细菌性叶斑病本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病抗性中的应用，其特征在于，所述SlNAC29基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
【技术特征摘要】
1.SlNAC29基因在提高番茄细菌性叶斑病抗性中的应用，其特征在于，所述SlNAC29基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。2.SlNAC29基因编码的转录因子在提高番茄细菌性叶斑病抗性中的应用，其特征在于，所述转录因子的氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述转录因子通过与碳酸酐酶基因βCA3的启动子特异性结合，调控βCA3基因的表达，进而提高番茄细菌性叶斑病抗性。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述碳酸酐酶基因的启动子的核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。5.SlNAC29基因在提高番茄耐旱性中的应用，其特征在于，所述Sl...
【专利技术属性】
技术研发人员：师恺，郑晨飞，王娇，胡璋健，喻景权，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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