隐性抗烟草脉带花叶病毒的烟草eIFiso4E-S基因及其应用制造技术

本发明专利技术涉及烟草脉带花叶病毒(Tobacco vein banding mosaic virus，TVBMV)隐性抗性基因(recessive resistance gene)eIFiso4E‑S的分离克隆与育种应用。本发明专利技术公开了烟草隐性抗TVBMV基因eIFiso4E‑S的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的多肽的氨基酸如SEQ ID NO.2所示。将烟草中该基因敲除(Knockout,KO)可获得eIFiso4E‑S

【技术实现步骤摘要】
隐性抗烟草脉带花叶病毒的烟草eIFiso4E-S基因及其应用
本专利技术属于生物
，进一步属于烟草生物技术育种领域，具体涉及一种隐性烟草脉带花叶病毒的烟草eIFiso4E-S基因、该基因敲除(Knockout,KO)突变体获得及其烟草抗病育种应用。
技术介绍
烟草脉带花叶病毒(Tobaccoveinbandingmosaicvirus，TVBMV)是烟草马铃薯Y病毒属(Potyvirus)的典型成员，TVBMV主要危害马铃薯、烟草、番茄和辣椒等茄科作物，近年来TVBMV已经上升为烟草上的主要病害。TVBMV在田间由蚜虫非性传播。由于蚜虫发育周期短、繁殖力强和易产生抗药性，利用化学药剂防治媒介昆虫来治理该病害效果有限，因此，种植TVBMV抗病品种是防控TVBMV最根本、最经济有效的手段。烟草作为重要的经济作物和植物研究重要的模式作物，有关抗PVY资源鉴定、抗病育种和病原调查鉴定研究较少。其中通过X-射线诱变获得的va基因抗病资源，已广泛应用于选育烟草抗病品种。烟草eIF4E1基因(有的文献缩写为eIF4E-1，GenBank序列登录号KF155696)缺失导致烟草产生针对马铃薯Y病毒(PotatovirusY,PVY)的抗性(刘勇等，2013；Julio等，2014)，有关抗TVBMV资源鉴定、抗病育种和病原调查鉴定研究较少。未见普通烟草抗TVBMV的种质资源报道。在同科作物相邻种植的农田生态下，控制一种作物上TVBMV的发生不仅有利于该作物的病害防治，也有利于其他作物的病害治理。
技术实现思路
本专利技术第一专利技术目的是提供一种隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因。第二专利技术目的在于提供一种隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因的氨基酸序列。第三专利技术目的是提供一种隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因的应用，即提供一种所述eIFiso4E-S基因敲除(Knockout,以eifiso4e-sKO表示)在选育抗TVBMV烟草的应用。第四专利技术目的是提供一种根据所述抗TVBMV的eifiso4e-sKO基因的应用所得到的烟草品种、及其种子和无性繁殖体。第五专利技术目的是提供一种所述隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因的Knockout表达盒。本专利技术第一专利技术目的是这样实现的：所述隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因的碱基序列如SEQIDNo.1所示。本专利技术第二专利技术目的是这样实现的：所述隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因编码的多肽的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。本专利技术第三专利技术目的是这样实现的：隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过染色体片段导入、基因导入、基因编辑、基因沉默或物理化学诱变方式获得eIFiso4E-S基因敲除(eifiso4e-sKO)的烟草，从而使目标烟草获得TVBMV抗性。本专利技术第四专利技术目的是这样实现的：隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过染色体片段导入得到包含eifiso4e-sKO的烟草步骤为：先将含有eifiso4e-sKO的染色体片段通过杂交育种、原生质体融合转育至目标烟草中，得到抗TVBMV的烟草。隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过基因导入得到包含eifiso4e-sKO基因的烟草步骤为：将外源的eifiso4e-sKO基因导入目标烟草中，得到抗TVBMV的烟草。隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过基因编辑得到包含eifiso4e-sKO的烟草步骤为：将目标烟草中存在的eIFiso4E-S基因同源体，通过对其特定核苷酸位点的缺失、增加和/替换，使SEQIDNo.1所示序列失去功能，得到抗TVBMV的烟草。隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过物理或化学诱变得到包含eifiso4e-sKO的烟草步骤为：通过物理或化学诱变，使目标烟草SEQIDNo.1所示序列失去功能，得到抗TVBMV的烟草。隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于目标烟草为va、或eIF4E1基因敲除(eif4E1KO)的烟草。隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用所得到的烟草品种、及其种子和无性繁殖体。本专利技术第五专利技术目的是这样实现的：的隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的Knockout表达盒。本专利技术隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因具有重要的应用价值，通过基因编辑、物理诱变、化学诱变、种质资源筛选、基因人工合成、基因表达干涉等方式，获得eIFiso4E-S敲除(eifiso4e-sKO)的材料。与eIF4E1敲除(eif4e1KO)或eIF4E1修饰(eif4e1LOF)的材料聚合，得到含eifiso4e-sKOeif4e1KO，eifiso4e-sLOFeif4e1KO，eifiso4e-sKOeif4e1LOF，eifiso4e-sLOFeif4e1LOF等基因组合的烟草植株。上述烟草植株抗TVBMV，可用于选育对TVBMV具有抗性的烟草品种。本专利技术所述一种隐性抗TVBMV的eIFiso4E-S基因，其碱基序列如SEQIDNo.1所示。根据本专利技术提供的SEQIDNO.1所示的核苷酸序列信息，本领域技术人员可以通过以下方法容易地获得该基因：(1)通过基因组数据库检索获得；(2)以SEQIDNO.1为探针筛选烟草基因组文库或cDNA文库获得；(3)根据SEQIDNO.1序列信息设计寡核苷酸引物，用PCR扩增方法从烟草的基因组和cDNA中获得；(4)用化学合成的方法获得该基因。(5)通过将缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的突变得到。本领域技术人员可以通过以下方法容易地获得SEQIDNO.1所示的核苷酸序列信息基因的敲除突变体或与TVBMVVPg互作功能失活的突变体：(1)通过基因编辑方法获得，基因编辑方法可采用CRISPR-Cas9、TALEN、锌指蛋白等方法编辑。(2)通过化学诱变方法获得，化学诱变可采用EMS、亚硝酸盐等诱变剂。(3)通过物理诱变方法获得，物理诱变方法可采用伽马射线、X-射线、快中子、重离子等辐射诱变。(4)在自然界可能存在与本专利技术SEQIDNO.1所示的多核苷酸基因功能敲除的突变体。与SEQIDNO.1所示的序列相比，天然变体内一个或多个位置处删除和/或添加和/或取代一种或多种核苷酸，导致TVBMV的VPg不能与其互作，不能支持TVBMV完成侵染循环。天然产生的变体可通过用熟知的分子生物学技术鉴定，例如用聚合酶链式反应(PCR)和本领域已知杂交技术。人为产生的变体还包括合成来源的多核苷酸，如用定点诱变生成但仍与本文公开的天然产生序列共有显著序列相同性的变体多核苷酸，且因此获得TVBMV株系抗性。通常，这些变体与SEQIDNO.1所示的序列具有90％以上的序列一致率。多核苷酸变体还可通过比较SEQIDNO.2所示的序列与变体所编码的多肽的氨基酸序列评估。任何两种多肽之间的序列一致率可用序列比对程序和参数计算，比较两种多肽共有的序列相同性百分比。一般来说，两种编码的多肽之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隐性抗烟草脉带花叶病毒的烟草eIFiso4E‑S基因，其特征在于其碱基序列如SEQ ID No.1所示。

【技术特征摘要】
1.一种隐性抗烟草脉带花叶病毒的烟草eIFiso4E-S基因，其特征在于其碱基序列如SEQIDNo.1所示。2.根据权利要求1所述的隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因编码的多肽，其特征在于其氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。3.隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过染色体片段导入、基因导入、基因编辑、基因沉默或物理化学诱变方式获得eIFiso4E-S基因敲除(eifiso4e-sKO)的烟草，从而使目标烟草获得TVBMV抗性。4.根据权利要求3所述的隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过染色体片段导入得到包含eifiso4e-sKO的烟草步骤为：先将含有eifiso4e-sKO的染色体片段通过杂交育种、原生质体融合转育至目标烟草中，得到抗TVBMV的烟草。5.根据权利要求3所述的隐性抗烟草烟草脉带花叶病毒的eIFiso4E-S基因的应用，其特征在于通过基因导入得到包含eifiso4e-sKO基因的烟草步骤为：将外源的eifiso4e-sKO基因导入目标烟草中，得到抗TVB...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，黄昌军，
申请(专利权)人：云南省烟草农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53