本发明专利技术公开了SlGATA22基因在提高番茄植株抗寒和抗病性中的应用，涉及生物技术和作物遗传育种领域。本发明专利技术研究发现，采用基因编辑技术在番茄植株中敲除SlGATA22基因，获得的番茄植株具有更强的细菌性斑疹病抗性，同时抗寒性更高，因此可以通过基因编辑，敲除SlGATA22基因来进行番茄种质资源定向改良。本发明专利技术还提供了提高番茄植株抗寒性和对细菌性斑疹病的抗病性的方法，通过一步简单操作即实现对于番茄抗寒性和细菌性斑疹病抗病性的同步改良，精准高效，极大提升育种速度；利用该方法提高番茄品种的抗寒性和抗病性对环境无污染，病害防治效果好。治效果好。治效果好。
【技术实现步骤摘要】
SlGATA22基因在提高番茄植株抗寒和抗病性中的应用
[0001]本专利技术涉及生物技术和作物遗传育种领域，特别是涉及SlGATA22基因在提高番茄植株抗寒和抗病性中的应用。
技术介绍
[0002]番茄栽培过程中面临着一系列的生物和非生物胁迫。病原体可以严重影响植物的生长发育，最终通过多个生物过程降低其产量，如增加细胞死亡和改变植物形态等。植物病原体对全球粮食安全构成严重威胁，产量损失可达16％。番茄细菌性斑疹病是由丁香假单孢菌番茄叶斑病致病型引起的，主要危害叶、茎、花、叶柄和果实，尤以叶缘及未成熟果实最明显。番茄细菌性斑疹病病原菌可在番茄植株、种子、病残体、土壤和杂草上越冬，在干燥的种子上可存活20年，可随种子远距离传播。由于该病是一个重要的种传病害，因此往往需要加强检疫，防止带菌种子传入非疫区。目前对于该病的防治通常选用耐病抗病品种，实行轮作减少田间病菌来源，以及加强栽培管理和化学防治等措施，其中效果最好又不污染环境的方法是选用耐病抗病品种，但目前市场上可供选择的抗病品种以及育种过程中可利用的抗性资源有限，因此通过生物技术途径获得抗性资源具有重要意义。
[0003]寒冷对植物有诸多不利影响，包括抑制种子萌发，影响植物生长、繁殖，降低作物产量和品质。冷胁迫对细胞的生理和代谢平衡有破坏作用，可能会影响膜定位蛋白的功能，并触发下游反应，对植物有致命危害。低温可以引起番茄植株细胞死亡、生长发育迟缓以及果实畸形等，严重制约番茄生产。
[0004]低温高湿的环境也是引起包括番茄细菌性斑疹病在内的多种病害的重要因素，早春季节以及南方冬季的番茄生产常面临低温冷害和细菌性斑疹病等病害的多重威胁。因此提高番茄植株抗寒性和细菌性斑疹病抗病性对于番茄生产意义重大。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供SlGATA22基因在提高番茄植株抗寒和抗病性中的应用，以解决上述现有技术存在的问题，本专利技术研究发现，采用基因编辑技术在番茄植株中敲除SlGATA22基因，获得的番茄植株具有更强的细菌性斑疹病抗性，同时抗寒性更高，因此可以通过基因编辑进行番茄种质资源定向改良。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种提高番茄植株抗寒和/或抗病性的基因，所述基因为SlGATA22基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0008]本专利技术提供一种敲除SlGATA22基因的CRISPR/Cas9质粒，包括sgRNA1表达盒和sgRNA2表达盒；
[0009]所述sgRNA1表达盒靶向SlGATA22基因中第159
‑
179位核苷酸，所述sgRNA2表达盒靶向所述SlGATA22基因中第291
‑
311位核苷酸；
[0010]所述SlGATA22基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0011]本专利技术还提供一种敲除SlGATA22基因的重组微生物菌株，包括上述的CRISPR/Cas9质粒。
[0012]本专利技术还提供上述的基因、CRISPR/Cas9质粒或重组微生物菌株在以下(1)
‑
(4)任一项中的应用：
[0013](1)构建SlGATA22蛋白功能丧失的转基因番茄植株，所述SlGATA22蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；
[0014](2)提高番茄植株抗寒性；
[0015](3)提高番茄植株对细菌性斑疹病的抗病性；
[0016](4)同时提高番茄植株抗寒性和对细菌性斑疹病的抗病性。
[0017]本专利技术还提供一种提高番茄植株抗寒性的方法，包括构建SlGATA22蛋白功能丧失的转基因番茄植株的步骤，所述SlGATA22蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0018]进一步地，所述转基因番茄植株通过CRISPR/Cas9基因编辑方法构建。
[0019]进一步地，所述CRISPR/Cas9基因编辑方法采用的质粒为上述的CRISPR/Cas9质粒
[0020]进一步地，所述CRISPR/Cas9基因编辑方法采用的CRISPR/Cas9质粒包括sgRNA1表达盒和sgRNA2表达盒；
[0021]所述sgRNA1表达盒靶向SlGATA22基因中第159
‑
179位核苷酸，所述sgRNA2表达盒靶向所述SlGATA22基因中第291
‑
311位核苷酸；
[0022]所述SlGATA22基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0023]本专利技术还提供一种提高番茄植株对细菌性斑疹病的抗病性的方法，包括构建SlGATA22蛋白功能丧失的转基因番茄植株的步骤，所述SlGATA22蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0024]进一步地，所述转基因番茄植株通过CRISPR/Cas9基因编辑方法构建；
[0025]所述CRISPR/Cas9基因编辑方法采用的CRISPR/Cas9质粒包括sgRNA1表达盒和sgRNA2表达盒；
[0026]所述sgRNA1表达盒靶向SlGATA22基因中第159
‑
179位核苷酸，所述sgRNA2表达盒靶向所述SlGATA22基因中第291
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311位核苷酸；
[0027]所述SlGATA22基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0028]进一步地，所述细菌性斑疹病的致病菌为丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)pv.tomato DC3000。
[0029]本专利技术还提供一种同时提高番茄植株抗寒性和对细菌性斑疹病的抗病性的方法，包括构建SlGATA22蛋白功能丧失的转基因番茄植株的步骤，所述SlGATA22蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0030]本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术研究发现，采用基因编辑技术在番茄植株中敲除SlGATA22基因，获得的番茄植株具有更强的细菌性斑疹病抗性，同时抗寒性更高，因此可以通过基因编辑进行番茄种质资源定向改良。
[0032]采用基因编辑技术进行基因敲除，后代可以获得无任何外源基因，同时实现目标基因功能缺失的番茄材料。本专利技术通过一步简单操作即实现对于番茄抗寒性和细菌性斑疹病抗性的同步改良，精准高效，极大提升育种速度；利用该方法提高番茄品种的抗寒性和抗
病性对环境无污染，病害防治效果好。
[0033]由于本专利技术中SlGATA22基因是不同番茄品种和资源中普遍存在的基因，因此本领域技术人员可以对任何选中的番茄材料进行基因编辑敲除，实现定向改良，普适性强。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高番茄植株抗寒和/或抗病性的基因，其特征在于，所述基因为SlGATA22基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.一种敲除SlGATA22基因的CRISPR/Cas9质粒，其特征在于，包括sgRNA1表达盒和sgRNA2表达盒；所述sgRNA1表达盒靶向所述SlGATA22基因中第159
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179位核苷酸，所述sgRNA2表达盒靶向所述SlGATA22基因中第291
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311位核苷酸；所述SlGATA22基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。3.一种敲除SlGATA22基因的重组微生物菌株，其特征在于，包括权利要求2所述的CRISPR/Cas9质粒。4.一种如权利要求1所述的基因、权利要求2所述的CRISPR/Cas9质粒或权利要求3所述的重组微生物菌株在以下(1)
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(4)任一项中的应用：(1)构建SlGATA22蛋白功能丧失的转基因番茄植株，所述SlGATA22蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；(2)提高番茄植株抗寒性；(3)提高番茄植株对细菌性斑疹病的抗病性；(4)同时提高...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷婷，许向阳，吴泰茹，王子玉，赵振桐，李大龙，姜景彬，张贺，杨欢欢，李景富，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：
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