一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD及其应用，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD核苷酸序列编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。与现有技术相比，本发明专利技术从大豆基因组中克隆得到一个编码大豆过氧化物酶基因GmPOD的CDS区序列，利用植物表达载体，将本发明专利技术的编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD转入植物细胞，可获得抗虫转基因植株；过表达本发明专利技术编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的大豆与空载大豆相比，其对大豆胞囊线虫的抗性显著增强，说明GmPOD基因在提高植物抗虫性方面起着重要作用；本发明专利技术的GmPOD对于培育虫害抗性品种，减少农业损失，提高农作物特别是大豆的产量和品质具有重要意义。豆的产量和品质具有重要意义。豆的产量和品质具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD及其应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程领域，特别是一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD及其应用。

技术介绍

[0002]大豆胞囊线虫是导致大豆产量降低的主要因素，感病严重地区甚至会造成绝收。传统的大豆胞囊线虫防治方法包括化学抗线剂的使用和轮作，但以上两者在实际生产中都存在着一些缺陷：化学抗线剂的大量使用会带来严重的环境问题，同时导致大豆胞囊线虫出现抗药性；而轮作则需要大量的人员劳动，极大地增加了生产成本。
[0003]为解决传统防治方法在生产应用中的局限性，经过研究发现可以将编码大豆内源抗大豆胞囊线虫基因过表达并转入植物中，使植株获得额外的大豆胞囊线虫抗性，以达到减少损伤的目的。ClassⅢPOD(Ⅲ类过氧化物酶)蛋白是众多内源性抗大豆胞囊线虫蛋白的一种，是一种存在于多种植物中的内源性生物反应激酶。
[0004]ClassⅢPOD(Ⅲ类过氧化物酶)蛋白在大豆胞囊线虫胁迫下迅速累积活性，一方面通过参与ROS触发植物免疫途径，在病原体反应早期诱导植物氧化应激；另一方面通过影响木质素的聚合反应，增加木质素的沉积量，以抵御病原物的入侵并限制病原物在植物体内中的移动。最终通过减少大豆胞囊线虫的侵染数量和抑制大豆胞囊线虫的发育两方面达到抗大豆胞囊线虫的目的。
[0005]每年仅因大豆胞囊线虫造成的经济损失高达150亿美元，对农业经济造成了严重影响。目前尚未发现将ClassⅢPOD(Ⅲ类过氧化物酶)蛋白用于抗大豆胞囊线虫的报道。
专利
技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD及其应用。
[0007]为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0008]本专利技术的第一个目的是要提供一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD，所述编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]进一步地，所述编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的核苷酸序列编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0010]本专利技术的第二个目的是要提供一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD在培育抗虫植物中的应用，具体地，将SEQ ID NO.1所示的编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD利用无缝克隆技术插入植物表达载体PRI101
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AN
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GFP得到的植物过表达载体PRI101
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AN
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GFP
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GmPOD，将植物过表达载体PRI101
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AN
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GFP
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GmPOD转入植物细胞，获得抗虫转基因植株。
[0011]与现有技术相比，本专利技术从大豆基因组中克隆得到一个编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD，并验证了该基因的功能，利用植物表达载体，将本专利技术的编码CDS区的大豆
过氧化物酶基因GmPOD转入植物细胞，可获得抗虫转基因植株；过表达本专利技术编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的大豆与空载大豆相比，其对大豆胞囊线虫的抗性显著增强，说明编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD在提高植物抗虫性方面起着重要作用；本专利技术的编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD对于培育虫害抗性品种，减少农业损失，提高农作物特别是大豆的产量和品质具有重要意义；且GmPOD属于大豆内源性基因，对于培育安全的具有抗虫性的转基因品种大豆也具有重要意义。
附图说明
[0012]图1为PRI101
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AN
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GFP质粒图谱。
[0013]图2为PRI101
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AN
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GFP质粒多克隆位点。
[0014]图3为含有编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的植物表达载体的部分结构示意图。
[0015]图4为转GmPOD基因的CDS区序列大豆qRT
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PCR结果图。OE：转入植物过表达载体PRI101
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AN
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GFP
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GmPOD的大豆DNA为模板(实验组，n＝6)；EV：转入空载体的大豆DNA为模板(对照组，n＝3)；**：P<0.01。
[0016]图5为转GmPOD基因的CDS区序列大豆过氧化物酶(POD)活性结果图。OE：转入植物过表达载体PRI101
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AN
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GFP
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GmPOD的大豆(实验组，n＝3)；EV：转入空载体的大豆DNA为模板(对照组，n＝3)；*：P<0.05。
[0017]图6为转GmPOD基因的CDS区序列大豆木质素含量结果图。OE：转入植物过表达载体PRI101
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AN
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GFP
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GmPOD的大豆(实验组，n＝3)；EV：转入空载体的大豆DNA为模板(对照组，n＝3)；**：P<0.01。
[0018]图7为转GmPOD基因的CDS区序列阳性植株的荧光毛状根示意图。
[0019]图8为转GmPOD基因的CDS区序列大豆株系(OE，n＝5)与空载对照(EV，n＝5)大豆株系的大豆胞囊线虫数量统计结果；**：P<0.01。
[0020]图9为转GmPOD基因的CDS区序列大豆株系(OE，n＝5)与空载对照(EV，n＝5)大豆株系的各生长龄期大豆胞囊线虫占比统计结果；aa：两组数据之间不存在统计学差异；ab：两组数据之间存在统计学差异，p<0.05。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定专利技术。
[0022]实施例1
[0023]编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的克隆
[0024]植物实验材料为大豆胞囊线虫感病大豆品种“Williams 82”，由沈阳农业大学北方线虫研究所提供，材料种植于人工温室，27℃，12小时光照，12小时黑暗。
[0025]于NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)搜索大豆GmPOD基因的CDS区序列，利用在线引物设计程序(https://crm.vazyme.com/cetool/singlefragment.html)进行引物设计，设计好的引物委托生工生物工程(上海)股份有限公司合成，使用前按说明书加入灭菌的超纯水分装保存，使用前稀释十倍。
[0026]编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD正向引物(POD
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OE1)：5'
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catatgcccgtcgaccccgggATGCTT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD，其特征在于：所述编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD，其特征在于：所述编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD的核苷酸序列编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.一种如权利要求1或2所述的编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD在培育抗虫植物中的应用。4.根据权利要求3所述的编码CDS区的大豆过氧化物酶基因GmPOD在培育抗虫植物中的应用，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠，王旭东，李元杰，王涵雨，战晓泉，白洪志，段玉玺，姜佳玥，张广业，彭蔚，周圣博，白婉晴，唐铎朗，蔺凤强，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：