一种木薯抗细菌性枯萎病的蛋白和编码基因及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种木薯抗细菌性枯萎病的蛋白和编码基因及其应用，所述木薯抗细菌性枯萎病蛋白为MeHsf24基因，通过对生物信息学分析、亚细胞定位、木薯受病原菌诱导表达模式分析、基因瞬时沉默等系统实验，能高效抗木薯细菌性枯萎病，可将其开发为抗性基因，深入解析与病原菌互作机制，为培育抗病新种质提供基础。为培育抗病新种质提供基础。

【技术实现步骤摘要】
一种木薯抗细菌性枯萎病的蛋白和编码基因及其应用


[0001]本专利技术涉及生物基因工程
，特别涉及一种木薯抗细菌性枯萎病的蛋白和编码基因及其应用。

技术介绍

[0002]木薯(ManihotesculentaCrantz)起源于中南美洲亚马逊热带雨林地区，分属大戟科(Euphorbiaceous)木薯属(ManihotP.Mill.)灌木多年生植物。主要分布于北纬30
°
至南纬30
°
之间的非洲、拉丁美洲和亚洲地区，总种植面积约2000万公顷，种植面积占总种植面积的70％(El
‑
Sharkawy，1993)。根据联合国FAO统计2014年世界木薯鲜薯总产量已经接近3亿吨。而亚洲和非洲是木薯主要的栽培地区，非洲地区年产鲜薯约1.67亿吨，占世界鲜薯比重57.3％，亚洲年产鲜薯约1亿吨，占鲜薯比重30％左右。尼日利亚、泰国和巴西是世界木薯产量最大的三个国家，分别年产鲜薯0.5亿吨、0.3亿吨、0.25亿吨。木薯具有高产、抗旱、耐贫瘠等特点，供养亚、非、拉等发展中国家将近7亿人口(Zhangetal.，2010)，是位于小麦、水稻、玉米、马铃薯和大麦之后世界第六大作物(Zidengaetal.，2012)。木薯与马铃薯、甘薯并称世界三大薯类(Ceballosetal.，2004)，在非洲、南美及东南亚等地区不仅是主要的粮食作物，也是最主要的经济作物之一，木薯在世界粮食安全、生物质能源以及食品加工等领域发挥重要作用。
[0003]植物在生长发育过程中发生病害不仅影响长势，还会影响产量。目前Hsfs与病害响应的关系在少数植物中得以研究。黄单胞杆菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae，Xoo)可引起水稻白叶枯病，将其接种于抗病品种
‘
SH5
’
和感病品种
‘
8411
’
6h后发现，OsHsfs成员呈现不同的表达模式，OsHsfA2s、OsHsfB2s和OsHsfC2b等11个成员在
‘
SH5
’
和
‘
8411
’
中的表达量存在显著差异。可见，Hsfs成员在病害防御过程中发挥重要作用。HsfsA族成员可作为正调控因子参与调控植物抗病性。Bechtold等(2013)发现，AtHsfA1b过量表达的拟南芥转基因植株接种病原细菌(Pseudomonassyringaepv.tomatoDC3000)4d后，其抗病性显著强于野生型植株。与之相反，HsfsB族成员可能在抗病机制中发挥负调控作用。拟南芥hsfB2b缺失突变体植株接种甘蓝链格孢菌(Alternariabrassicicola)后，病情指数显著低于野生型植株，且对病菌的抵抗力显著提高(Kumaretal.，2009)。此外，在番茄中过量表达葡萄的VpHsf1(B族成员)可提高植株对板口线虫(Erysiphenecator)的敏感性，表明VpHsf1在抵御病害方面可能作为负调控因子存在(Pengetal.，2013)。因此，Hsfs在植物抗病体系中可能发挥重要作用，不同基因家族成员参与调控的模式存在差异。
[0004]目前，我国的木薯主栽品种均不抗细菌性枯萎病(卢昕等，2013)，若该病大面积发病将对我国木薯生产造成毁灭性打击，研究木薯抗细菌性枯萎病机理及培育抗病品种，已成为木薯产业持续健康发展亟待解决的现实问题。

技术实现思路

[0005]鉴以此，本专利技术提出一种木薯抗细菌性枯萎病的蛋白和编码基因及其应用，来解
决上述问题。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种木薯抗细菌性枯萎病基因，所述木薯抗细菌性枯萎病基因为MeHsf24基因。
[0008]进一步的，所述MeHsf24基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0009]进一步的，所述MeHsf24基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
[0010]进一步的，所述MeHsf24基因或蛋白在木薯抗细菌性枯萎病中的应用。
[0011]进一步的，MeHsf24基因或蛋白在木薯抗细菌性枯萎病中的应用中包括提高木薯对木薯细菌性枯萎病菌的抗性
[0012]进一步的，MeHsf24基因或蛋白在木薯抗细菌性枯萎病中的应用中包括降低木薯对木薯细菌性枯萎病菌的抗性。
[0013]进一步的，所述提高木薯对木薯细菌性枯萎病菌的抗性的方法是采用构建MeHsf24过表达载体转化木薯植物材料。
[0014]进一步的，所述降低木薯对木薯细菌性枯萎病菌的抗性的方法是采用构建MeHsf24的沉默载体转化木薯植物材料。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术所述的MeHsf24基因在木薯响应XamHN11胁迫时表达量升高，其参与木薯抗细菌性枯萎病，故本专利技术通过对生物信息学分析、亚细胞定位、木薯受病原菌诱导表达模式分析、基因瞬时沉默等系统实验，初步分析MeHsf24基因在木薯防卫反应中的作用。其结果可为开发抗性基因提供研究基础，有助于木薯与病原菌互作机制的研究及完善对木薯先天免疫的认知。
附图说明
[0017]图1为MeHsf24全长扩增图，图中M：DL5000DNAMark；泳道1
‑
6：MeHsf24。
[0018]图2为木薯MeHsf24蛋白亲水性分析图，图中负值表示亲水性，正值表示疏水性。
[0019]图3为MeHsf24基因序列内含子与外显子结构示意图。
[0020]图4为MeHsf24蛋白高级结构预测模型。
[0021]图5为MeHsf24蛋白亚细胞定位。
[0022]图6为XamHN11侵染后MeHsf24基因的表达量变化。
[0023]图7为VIGS处理后木薯叶片表型变化。
[0024]图8为VIGS处理后目的基因表达水平检测。
[0025]图9为VIGS处理下XamHN11侵染木薯叶片不同时段病斑表型。
[0026]图10为叶片病斑面积柱形图。
[0027]图11为菌落计数。
具体实施方式
[0028]为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，对本专利技术做进一步的说明。
[0029]本专利技术实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0030]本专利技术实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0031]实验材料如下：
[0032]植物材料：木薯华南8号(SC8)，烟草本生烟。
[0033]菌株：大肠杆菌Trans1
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T1感受态细胞购自北京全式金公司(TransGenBiotech)；农杆菌GV3101(pSoup
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p19)购自上海唯地生物；地毯草黄单胞菌木薯萎蔫致病变种(Xanthomonasaxonopodispv.man本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木薯抗细菌性枯萎病基因，其特征在于：所述木薯抗细菌性枯萎病基因为MeHsf24基因。2.如权利要求1所述的一种木薯抗细菌性枯萎病基因，其特征在于：所述MeHsf24基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。3.如权利要求1所述的一种木薯抗细菌性枯萎病基因，其特征在于：所述MeHsf24基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。4.一种木薯抗细菌性枯萎病的应用，其特征在于：所述MeHsf24基因或蛋白在木薯抗细菌性枯萎病中的应用。5.如权利要求4所述的应用，其特征在于：MeHs...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超群，李琳琳，耿梦婷，陈银华，郑婉茹，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：