一种百合转录因子基因LrWRKY-L1及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种百合转录因子基因

【技术实现步骤摘要】
一种百合转录因子基因LrWRKY-L1及应用
本专利技术属于植物基因工程
，特别的涉及一种百合转录因子基因LrWRKY-L1及应用。
技术介绍
衰老是普遍存在于生物界的生理现象，是生物的某些器官或整个个体生理功能渐渐衰退直至最终死亡的过程。叶片是高等植物进行光合作用的器官，也是作物产量潜力的重要来源。一旦叶片开始衰老，叶片对整个植物体的贡献就开始下降。叶片衰老可能因某些内部因素或不均匀的环境变化而过早发生。百合是全世界知名的球根花卉，在国内外花卉市场上均占有非常重要的地位。同时百合也是重要的蔬菜，具有着重要的经济价值。在百合中，过早衰老导致百合产量降低和观赏性差，因此对百合的产量和质量有重要影响。植物真菌病害一直以来也是在农业生产中是一个非常棘手的问题，尤其是灰霉病，灰霉病是由半知菌亚门葡萄孢属灰葡萄孢菌(Botrytiscinerea)引起的死体营养型真菌病害，可为害番茄、黄瓜、葡萄、草莓等果蔬以及一些花卉作物，由灰葡萄孢(Botrytiscinerea)病原真菌在百合中引起的百合叶枯病，危害很大，且传播速度快，产量损失高达20％～50％，严重影响作物的产量和经济效益。目前对灰霉病的防治主要是化学防治和农业防治，但灰葡萄孢菌具有繁殖生长迅速和遗传变异量巨大的特点，容易受环境和寄主的影响而产生新的变异，导致其对许多大量施用的化学药剂产生非常严重的多重耐药性。这不但使防治效果均不理想，而且造成一定程度的环境污染和药物残留。转录因子在高等植物生长发育和应对外界环境条件变化中发挥着重要作用，并且它们通常以转录因子超家族的形式存在于高等植物中。WRKY家族是最大的转录因子家族之一。WRKY转录因子因含有一段高度保守的七肽序列WRKYGQK而被定义，该序列由60多个氨基酸残基组成，后来简称为WRKY转录因子家族。研究发现，WRKY是一类广泛参与植物次生代谢调控、胁迫应答反应以及植物生长发育的一类转录因子超家族，在生物及非生物防御反应中具有重要的调控作用。岷江百合(LiliumregaleWilson)是百合科百合属中重要的野生种质资源，广泛分布于我国四川岷江流域(杨利平和符勇耀著，中国百合资源利用研究[M]，哈尔滨：东北林业大学出版社,2018.11)。相对于模式植物，岷江百合的生长发育调控机制具有复杂性和特殊性。前人研究表明，岷江百合对百合真菌病和病毒病具有较强的抗性，并且证明多个WRKY转录因子与逆境胁迫相关。如专利技术专利CN110818783A公开了一种岷江百合WRKY转录因子基因LrWRKY2及应用，超表达LrWRKY2的转基因烟草对稻黑孢霉、茄腐镰刀菌、轮枝镰刀菌、葡萄座腔菌、人参链格孢的侵染具有高水平的抗性。岷江百合LrWRKY4和LrWRKY12基因在拟南芥中过表达具有抵抗灰霉菌入侵的生物学功能（QiCuietal.,AnalysisofWRKYtranscriptionfactorsandcharacterizationoftwoBotrytiscinerea-responsiveLrWRKYgenesfromLiliumregale,PlantPhysiologyandBiochemistry,2018,127:525-536）。专利技术专利CN111235165A公开了岷江百合LrWRKY-S1基因在拟南芥中过表达导致植物对灰霉菌等真菌更加的敏感。鉴于此家族基因的重要作用，对于不同WRKY转录因子在植物生长过程中的具体作用显然需要进一步研究和探讨。在过去的十几年中，通过在模式植物拟南芥和水稻中大量的遗传和基因组研究，人们已经在叶片衰老的分子机制上取得了重大进展，发现了WRKY转录因子调控衰老相关基因，但在百合中研究较少，并且，目前在百合中同时具有调控叶片衰老和真菌抗性的WRKY基因未见报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种百合转录因子基因LrWRKY-L1及应用，为百合属叶片衰老和灰霉病抗性的遗传改良提供更优越的选择。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种百合转录因子基因LrWRKY-L1，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示或具有如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列经一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的核苷酸序列。本专利技术还提供了百合转录因子基因LrWRKY-L1编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示或具有如SEQIDNO.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的氨基酸序列。本专利技术还提供了一种含有百合转录因子基因LrWRKY-L1的植物表达载体。本专利技术还提供了一种含有百合转录因子基因LrWRKY-L1的宿主细胞。本专利技术还提供了百合转录因子基因LrWRKY-L1的应用，为如下（1）、（2）、（3）、（4）或（5）；（1）提高植物抗灰葡萄孢菌的能力，（2）调控植物叶片发育，（3）延缓叶片衰老，（4）抑制叶片黄化，（5）抑制叶片过敏性坏死。具体包括以下步骤：通过在目的植物中沉默/抑制核苷酸序列如SEQIDNO.1所示的LrWRKY-L1基因或其同源基因的表达。作为优选的，所述植物为百合、烟草或拟南芥。本专利技术还提供了一种防治植物灰霉病的方法，包括：通过敲除目的植物中如SEQIDNO.1所示的LrWRKY-L1基因或其同源基因来降低灰霉病菌的侵染能力。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术首次从岷江百合中克隆获得LrWRKY-L1基因的全长序列，并获得其编码的氨基酸序列。通过生化染色分析发现该基因促进过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子（O2-）的积累，从而影响ROS信号途径，进而调控叶片衰老进程。将该基因过表达后，过表达株系材料表现出了典型的提前衰老（叶片黄化及过敏性坏死）及其对灰葡萄孢(Botrytiscinerea)菌更加敏感的表型。该研究首次揭示了一个同时调控叶片衰老和真菌抗性的百合LrWRKY基因，为通过分子手段如基因敲除或反向抑制等培育延迟叶片衰老且抗真菌病害的百合新品种奠定基础。本专利技术可以通过对一个WRKY基因的编辑可以实现植物育种的双重目标，为植物新品种的遗传改良提供了更优的选择，尤其对百合属植物叶片发育的遗传改良提供了理论和技术支持，因此具有重要的应用价值。附图说明图1为PCR扩增岷江百合LrWRKY-L1基因的琼脂糖凝胶电泳图，其中M为DL2000DNAMarker(大连宝生物)；泳道1为LrWRKY-L1基因。图2为岷江百合LrWRKY-L1蛋白与不同植物中13个保守WRKY蛋白的序列比对，其中1为保守的WRKYGQK序列，2为锌指结构基序（C-X7-C-X23-H-X1-C），3为核定位信号序列RLTTKKRRTM。图3为岷江百合LrWRKY-L1蛋白与不同植物中13个保守WRKY蛋白的进化树分析图，分枝上的数字表示聚类支持率。图4为LrWRKY-L1基因在岷江百合组织的PCR表达分析；A为在不同组织中的定量PCR表达分析，B为在叶片发育不同时期的半定量P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种百合转录因子基因

【技术特征摘要】
1.一种百合转录因子基因LrWRKY-L1，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示或具有如SEQIDNO.1所示的核苷酸序列经一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的核苷酸序列。


2.一种如权利要求1所述百合转录因子基因LrWRKY-L1编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示或具有如SEQIDNO.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入得到的具有相同功能的氨基酸序列。


3.一种含有如权利要求1所述百合转录因子基因LrWRKY-L1的植物表达载体。


4.一种含有权利要求1所述百合转录因子基因LrWRKY-L1的宿主细胞。


5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：符勇耀，杨利平，贺影，梁渝华，刘春渝，徐文姬，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50