SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用制造技术

本发明专利技术属于植物基因工程领域，SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用，所述番茄组织是番茄植株内病菌侵染组织，所述SlWRKY30蛋白在所述番茄植株中的表达量升高，引起病菌侵染组织H2O2累积和细胞坏死升高，避免正常组织继续遭受病菌侵害。本发明专利技术研究结果证实：番茄SlWRKY30基因过表达可以产生H2O2的累积和细胞坏死的增加，SlWRKY30蛋白可以和其他SlWRKY家族成员SlWRKY52/59/80/81相互作用，增强番茄的青枯病抗性，在科研和生产上有广阔的应用前景。上有广阔的应用前景。上有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程领域，具体涉及SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用。

技术介绍

[0002]番茄(Solanum lycopersicum)是一种重要的蔬菜作物，其富含维生素、番茄红素等营养成分，深受广大消费者的青睐，在世界各地均有广泛地栽培种植。
[0003]番茄青枯病是常见的番茄维管束系统性病害。其致病菌通常从番茄次生根部或茎部的伤口侵入植株，随后在维管束螺纹导管内繁殖，并沿导管向上蔓延，致病菌分泌的胞外多糖可阻塞导管内水分运输，或穿过导管侵入邻近的薄壁组织，使之褐变腐烂。输导器官被破坏后，茎、叶等组织得不到水分供应而引起整个植株萎蔫死亡。番茄青枯病多在开花现蕾后发病。发病时病株顶部叶片首先萎垂，随后下部叶片凋萎，中部叶片最后凋萎。在土壤含水较多或连阴雨下，病株延续1周左右才死亡。病株茎下端表皮往往粗糙不平，常发生大且长短不一的不定根。天气潮湿时，病株茎上可出现1
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2cm大小、初呈水渍状后变为褐色的斑块。病茎木质部褐色，用手挤压有乳白色的黏汁。大田中，灌溉水或雨水可以将病株中的病菌带到健康的植株上，造成整块田间植株的感染。致病菌还可以在田间土壤中越冬，感染来年健康的植株，导致同一块田中的番茄植株连续发病，大大降低了番茄的产量，严重影响了菜农的经济收入。
[0004]番茄青枯病防治较困难，现有的防控措施如化学防治、土地轮种和天然化合物等防治效果均不理想，且有一定的局限性。化学防治存在农残和环境污染等危害，土地轮种不能彻底抑菌，从自然界提取天然化合物的过程繁复，工艺复杂，成本昂贵。
[0005]为减少番茄青枯病的危害，国内外学者开展了相应的研究，目前认为，抗病品种选育是防治青枯病最根本的方法。因此为促进番茄产业绿色健康发展，加快培育抗病优质番茄新品种和制定环保型的抗病措施刻不容缓。
[0006]植物抗病机能调控主要发生在基因转录水平，转录因子通过调节植物抗病防御反应中相关基因的转录重排，整合免疫防御信号，增强了植物的抗病水平。WRKY蛋白是主要存在于植物中的一类转录因子,它含有1
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2个WRKY结构域,每个结构域的N端含有保守的七肽WRKYGQK,C端为C2H2或C2HC的锌指纹。番茄中有81个WRKY蛋白家族成员，大多数成员在植物天然免疫反应PTI(PAMPs Triggered Immunity)和ETI(Effector
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triggered Immunity)过程中通过转录水平变化发挥了重要作用。此外，研究证明多个WRKY蛋白成员通过编码相似的序列或相互作用，共同调控同一个生物学过程形成复杂的WRKY网络而调控番茄的抗病机能。
[0007]截止目前，未见番茄WRKY蛋白家族成员参与番茄植株病菌侵染组织H2O2累积和细胞坏死调控的报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用，弥补现有技术的空白。
[0009]第一方面，本专利技术提供SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用，所述番茄组织是番茄植株内病菌侵染组织，所述SlWRKY30蛋白在所述番茄植株中的表达量升高，引起病菌侵染组织H2O2累积和细胞坏死升高，避免正常组织继续遭受病菌侵害；
[0010]所述SlWRKY30蛋白为如下任一所示蛋白质：
[0011]a1、氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的蛋白质；
[0012]a2、将SEQ ID NO.1所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质。
[0013]进一步的，所述SlWRKY30蛋白的编码基因是如下任一所述的DNA分子：
[0014]b1、SEQ ID NO.2所示的DNA分子；
[0015]b2、与b1限定的DNA序列具有70％以上同源性且编码所述SlWRKY30蛋白的DNA分子。
[0016]进一步的，所述病菌包括青枯菌。
[0017]第二方面，本专利技术提供含有所述核酸分子的表达载体。
[0018]第三方面，本专利技术提供含有所述表达载体的宿主菌。
[0019]第四方面，本专利技术提供一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括使番茄中SlWRKY30蛋白表达量升高的步骤，所述SlWRKY30蛋白为上述SlWRKY30蛋白；与野生型相比，转基因番茄植株内青枯菌侵染组织H2O2累积和细胞坏死升高，阻止染菌组织内的青枯菌侵袭正常组织，增强番茄的青枯病抗性。
[0020]第五方面，本专利技术提供另一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括向番茄中导入所述核酸分子的步骤。
[0021]第六方面，本专利技术提供另一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括向番茄中导入所述重组表达载体的步骤。
[0022]第七方面，本专利技术提供另一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括利用所述宿主菌侵染番茄的步骤。
[0023]本专利技术具有如下有益效果：
[0024](1)在番茄植株体内形成复杂的WRKY网络调控系统，多方面多维度增强番茄的抗病活性。
[0025](2)SlWRKY30番茄植株在抵御青枯病感染时，不使用化学药物，不需要轮作抗菌，没有农药污染，不会污染环境，克服了传统抗病手段费时费力，污染环境的不足。
[0026](3)安全性高，不引入其他物种的基因，不存在转基因危险，对食用者无毒副作用。
附图说明
[0027]图1为番茄地下部分在青枯菌侵染后的基因差异表达结果。图1A显示各重复样本间基因表达水平相关性，皮尔逊相关系数表示样品间基因的表达水平相关性，相关系数越接近1，表明样品之间表达模式的相似度越高，图1B显示青枯菌侵染后地下部分分别在6hr，12hr，24hr，48hr和72hr时基因表达上调和下调的差异。
[0028]图2为番茄SlWRKY30基因在青枯菌侵染后的表达结果。图2A利用GUS报告基因显示青枯菌侵染后SlWRKY30基因在茎、叶和根部的表达变化，图2B显示青枯菌侵染后SlWRKY30基因主要在植株的维管束表达，图2C利用qRT
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PCR显示青枯菌侵染后SlWRKY30基因在不同时间点的表达变化。
[0029]图3为SlWRKY30植株抵御番茄抗青枯病侵染的结果。图3A显示青枯菌侵染后4天后WT、SlWRKY30
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OE6和SlWRKY30
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OE8株系的生长状况，图3B显示了青枯菌侵染不同时期WT、SlWRKY30
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OE6和SlWRKY30
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OE8株系的染病曲线变化，图3C显示青枯菌侵染后WT、SlWRKY30
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OE6和SlWRKY30
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OE8株系染菌组织内H2O2累积和细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用，其特征在于，所述番茄组织是番茄植株内病菌侵染组织，所述SlWRKY30蛋白在所述番茄植株中的表达量升高，引起病菌侵染组织H2O2累积和细胞坏死升高，避免正常组织继续遭受病菌侵害；所述SlWRKY30蛋白为如下任一所示蛋白质：a1、氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的蛋白质；a2、将SEQ ID NO.1所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质。2.根据权利要求1所述SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用，其特征在于，所述SlWRKY30蛋白的编码基因是如下任一所述的DNA分子：b1、SEQ ID NO.2所示的DNA分子；b2、与b1限定的DNA序列具有70％以上同源性且编码所述SlWRKY30蛋白的DNA分子。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延锋，党峰峰，刘广平，贺晓龙，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：