马铃薯StLecRK-VI.1与StTET8基因及其在改良晚疫病抗性中的应用制造技术

本发明专利技术提供了马铃薯StLecRK‑VI.1与StTET8基因及其在改良晚疫病抗性中的应用，在马铃薯中干涉凝集素类受体激酶StLecRK‑VI.1基因能够提高马铃薯晚疫病抗性，而且马铃薯中干涉该基因没有明显表型变化。StLecRK‑VI.1与正调控晚疫病抗性的蛋白StTET8互作且能导致互作蛋白StTET8的蛋白表达量降低。因此，通过干涉StLecRK‑VI.1基因和(或)过表达StTET8基因可提高马铃薯晚疫病抗性。

【技术实现步骤摘要】
马铃薯StLecRK-VI.1与StTET8基因及其在改良晚疫病抗性中的应用
本专利技术属于马铃薯晚疫病抗性基因挖掘领域，具体涉及马铃薯StLecRK-VI.1与StTET8基因及其在改良晚疫病抗性中的应用。
技术介绍
马铃薯是世界继水稻，小麦，玉米后的第四大粮食作物。是我国极为重要的粮菜兼用作物，我国马铃薯种植面积和产量均居世界第一，约占四分之一。马铃薯在保障世界和我国粮食安全中具有十分重要的作用。晚疫病是马铃薯的全球性严重病害，有着马铃薯“癌症”之称。晚疫病抗性是马铃薯育种的重要目标，选育持久抗性品种一直是国内外育种者努力攻克的难题。目前世界上马铃薯晚疫病抗病育种严重依赖来自马铃薯野生种S.demissum的主效抗病基因R1-R11。由于晚疫病病原菌快速进化，这些抗病基因在生产中已被克服，几乎失去了利用价值(Vleeshouwersetal.,2011)。尽管人们努力在大量野生种中寻找和发掘具有持久和广谱抗性特点的R基因，只找到了为数不多的此类R基因，但从长远角度来看，此类R基因迟早会被快速进化的晚疫病菌克服(Ghislainetal.,2019；Vleeshouwersetal.,2011；Fry,2008)。在与病原协同进化过程中，植物体内也进化出不依赖病原小种，对多种病害具有防卫作用的基础防御系统，通过调控这些参与基础防御基因的表达，理论上可以提高植物的持久和广谱抗性，特别是利用干涉或基因编辑改造负调控基因的策略在马铃薯晚疫病抗性改良中已展现出良好应用前景(Kieuetal.,2021；Hegdeetal.,2021；Sunetal.,2016)。凝集素类受体蛋白激酶(Receptorlikeproteinkinase，RLK)属于植物模式识别受体的一类，是构成植物基础免疫应答系统的重要组分(Coutoand,Zipfel，2016；Bellandeetal.,2017)。模式植物拟南芥中凝集素类受体蛋白激酶功能研究表明，这类蛋白参与对各种病害包括真菌、细菌、卵菌的抗性。凝集素类受体蛋白激酶基因在改良作物抗性中具有很大潜力(WangandBouwmeester,2017；Zhangetal.,2019)。生物信息学研究表明马铃薯中含有113个凝集素类受体蛋白激酶基因,但是绝大多数该类基因的功能未知，严重限制了这类基因在改良马铃薯晚疫病抗性中的应用步伐(Zhangetal.,2020)。动植物中的四跨膜蛋白超家族(TM4SF)能联合家族内外的多种蛋白形成巨大的蛋白网络来调控细胞功能，参与病原体的识别与进入、胞间和胞内信号转导、细胞迁移、黏附，以及癌细胞转化、生长、侵袭及转移过程(Charrinetal.,2014)。研究证明拟南芥四跨膜蛋白TET8作为分泌体的组分，参与外泌体(extracellularvesicles)的形成(Liuetal.,2020)。TET8在拟南芥中参与对真菌Botrytiscinerea的抗性(Caietal.,2018)。在茄科植物，包括马铃薯和番茄中尚未报道此类基因参与植物抗病性的报道。本专利技术发现和确证了一个马铃薯凝集素类受体激酶基因StLecRK-VI.1及其互作蛋白StTET8协同调控马铃薯晚疫病抗性，StLecRK-VI.1负调控马铃薯晚疫病抗性，StTET8正调控晚疫病抗性，同时StLecRK-VI.1通过影响StTET8蛋白稳定性抑制其功能。因此，本专利技术提供了两个相关联的改良马铃薯晚疫病抗性的靶标基因。1.通过干涉StLecRK-VI.1降低该基因表达量或利用基因编辑敲除该基因，可以提高晚疫病抗性；2.提高StTET8基因表达量可提高马铃薯晚疫病抗性。现有技术存在的问题：选育具有晚疫病广谱抗性的品种是马铃薯抗病育种的主要育种目标。目前，由主效抗病基因(R基因)控制的抗性很容易被快速进化的晚疫病菌克服，在马铃薯晚疫病广谱抗性改良中缺乏有效的抗病基因。理论上植物自身含有很多抗病防卫基因，尽管这些基因提供的抗性不如抗病基因强，但具有广谱持久特点。通过改造或利用这些基因可以提高马铃薯晚疫病广谱抗性，但此类靶标基因在马铃薯中报道较少。目前，在马铃薯晚疫病广谱抗性改良中缺乏有效的防卫相关靶标基因。凝集素类受体激酶基因是潜在的理想靶标，但目前未见有关StLecRK-VI.1与StTET8基因调控马铃薯晚疫病抗性的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的关键技术问题在于通过系统研究揭示一个晚疫病抗性负调控凝集素类蛋白激酶基因StLecRK-VI.1通过抑制一个正调控基因StTET8调控马铃薯晚疫病抗性的作用，研究结果为改良马铃薯晚疫病抗性提供了两个靶标基因。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：1.马铃薯StLecRK-VI.1基因，所述StLecRK-VI.1基因CDS序列如序列表SEQIDNo.1所示。2.马铃薯StTET8基因，所述StTET8基因CDS序列如序列表SEQIDNo.2所示。3.StLecRK-VI.1基因提高马铃薯晚疫病抗性的应用，利用干涉StLecRK-VI.1基因表达提高马铃薯晚疫病抗性，StLecRK-VI.1基因CDS序列如序列表SEQIDNo.1所示。4.StTET8基因提高马铃薯晚疫病抗性的应用，利用过表达StTET8基因提高马铃薯晚疫病抗性，StTET8基因CDS序列如序列表SEQIDNo.2所示。5.StLecRK-VI.1基因和StTET8基因同时提高马铃薯晚疫病抗性的应用，利用干涉StLecRK-VI.1基因表达，同时过表达StTET8基因提高马铃薯晚疫病抗性。6.马铃薯StLecRK-VI.1互作降低StTET8蛋白稳定性的应用，互作筛选方法包括：(1)酵母双杂交验证互作；(2)双分子荧光互补(BiFC)验证互作；(3)StLecRK-VI.1互作影响StTET8蛋白稳定性。7.马铃薯StLecRK-VI.1基因提高马铃薯晚疫病抗性的验证方法，包括：(1)StLecRK-VI.1基因晚疫病胁迫表达分析；(2)StLecRK-VI.1基因克隆；(3)瞬时表达载体构建；(4)植物干涉表达载体构建。(5)马铃薯遗传转化；(6)转基因阳性株系检测；(7)转基因马铃薯抗性鉴定；(8)本氏烟草中验证StLecRK-IV.1功能。有益效果：首次报道在马铃薯中干涉凝集素类受体激酶StLecRK-VI.1基因能够提高马铃薯晚疫病抗性，马铃薯中干涉该基因没有明显表型变化；StTET8正向调控晚疫病抗性。StLecRK-VI.1与正调控晚疫病抗性的蛋白StTET8互作且能导致互作蛋白StTET8的蛋白表达量降低，从而影响其功能的发挥。本专利技术提供了两个改良马铃薯晚疫病抗性的靶标基因。(1)通过干涉StLecRK-VI.1基因降低该基因表达量或利用基因编辑敲除该基因，可以提高晚疫病抗性；(2)通过增加其调控蛋白基因StTET8的表达量可提高马铃薯晚疫病抗性。附图说明图1为StLecRK-VI.1响应晚疫病菌诱导；其中，用晚疫病菌接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.StLecRK-VI.1基因提高马铃薯晚疫病抗性的应用，其特征在于利用干涉StLecRK-VI.1基因表达提高马铃薯晚疫病抗性，StLecRK-VI.1基因CDS序列如序列表SEQ ID No.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.StLecRK-VI.1基因提高马铃薯晚疫病抗性的应用，其特征在于利用干涉StLecRK-VI.1基因表达提高马铃薯晚疫病抗性，StLecRK-VI.1基因CDS序列如序列表SEQIDNo.1所示。


2.StTET8基因提高马铃薯晚疫病抗性的应用，其特征在于利用过表达StTET8基因提高马铃薯晚疫病抗性，StTET8基因CDS序列如序列表SEQIDNo.2所示。


3.StLecRK-VI.1基因和StTET8基因协同提高马铃薯晚疫病抗性的应用，其特征在于利用干涉StLecRK-VI.1基因表达，同时过表达StTET8基因提高马铃薯晚疫病抗性。


4.马铃薯StLecRK-VI.1基因，其特征在于所述StLecRK-VI.1基因CDS序列如序列表SEQIDNo.1所示。
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【专利技术属性】
技术研发人员：田振东，郭磊，戚烨通，周晶，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42