System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因在提高油菜抗菌核病中的应用制造技术_技高网
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敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因在提高油菜抗菌核病中的应用制造技术

技术编号:40357172 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-09 14:43
本发明专利技术提供了敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因在提高油菜抗菌核病中的应用,涉及基因工程技术领域。甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因纯合编辑突变体在短日照下相较于野生型westar,对菌核病的抗性显著增强,并且短日照下突变体中茉莉酸(JA)含量以及水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)信号传导基因的表达显著上调。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因工程,特别是涉及敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在提高油菜抗菌核病中的应用。


技术介绍

1、菌核病是我国油菜生产上第一大病害,由坏死性真菌核盘菌引起,危害油菜的茎、叶、花和菜荚,以茎秆受害损失最大。油菜在开花结荚时,常常一株一株发病枯死。受害茎、叶的菌丝,通过油菜枝叶的相互接触而蔓延邻近健株,进行再次侵染。在我国油菜主产区,其造成的产量损失达10%-30%。菌核病常年发生面积5000多万亩,占播种面积50%以上。油菜植株感染核盘菌后严重影响菜籽中油酸、蛋白质等的积累,降低了菜籽油的品质。长江流域冬春季多雨、潮湿、温暖致使油菜菌核病发生严重。目前生产上主要釆用栽培和化学的方法防治菌核病,但其效果十分有限。因此,选育抗病品种无疑成为油菜抗菌核病育种最根本也是最有效的方法。然而,当前栽培的甘蓝型油菜品种缺少相关抗性基因,严重制约着油菜抗菌核病育种进程。

2、植物体具有复杂的细胞内和细胞间的信号传导体系,通过产生局部和系统的防御反应,来抵抗病原物的侵染。水杨酸(salicylic acid,sa)、茉莉酸(jasmonic acid,ja)和乙烯(ethylene,et)等植物激素在植物抵抗病原物侵染过程中起着非常关键的作用(bariand jones,2009;pieterse et al.,2012)。一般来说ja/et信号途径与植物对死体型营养型菌的防卫反应相关,而sa信号途径与植物对活体营养型菌的防卫反应相关(bari andjones,2009)。因此,前期大量研究表明是ja/et信号途径参与调控植物核盘菌的抗性,比如wu等(wu et al.,2016)发现甘蓝型油菜在受到核盘菌侵染后迅速诱导ja、et的合成及信号转导途径相关基因的表达,而显著抑制sa合成及信号转导途径相关基因的表达。另外发现在接种48hpi时ja和et合成及信号转导途径在抗病材料中受诱导更剧烈,因此认为甘蓝型油菜中ja/et信号转导途径正调控菌核病的抗性。以前普遍认为核盘菌为典型的死体营养型菌(hegedus and rimmer sr,2005;amselem et al.,2011),但是越来越多的证据表明,核盘菌也存在活体营养阶段。因此,也有研究指出sa对甘蓝型油菜核盘菌抗性也起到正调控作用(nováková et al.,2014;wang et al.,2012);最近在人工合成的rrcc(raphanusalboglabra)中也发现了这一现象(alkooranee et al.,2017)。

3、酪氨酸降解途径在动物中必不可少,若中断将导致严重的代谢疾病。这条途径首先在动物和细菌中被发现,是一条非常重要的代谢途径。fah是酪氨酸代谢途径的最后一个酶,fah(sscd1)基因的突变导致拟南芥在短日照下产生模拟病斑并激活植物防御。模拟病斑突变体是一类在没有明显的逆境、损伤或病原物侵害时,在叶片上能自发地形成类似病原物侵染后的坏死斑的突变体,这类突变体在植物中广泛存在,如:拟南芥、水稻、玉米、高粱、小麦、大麦和花生中等均有报道。这些突变体往往能激活植物体的系统获得性抗性,通常具有与抗病反应相关的细胞学和生物化学特征,对许多病原物表现出局部和系统抗性,是研究植物抗病机理的理想材料。目前,通过对植物模拟病斑突变体的研究,发现许多模拟病斑突变体与植物抗病信号中的水杨酸(salicylic acid,sa)、茉莉素(jasmonic acid,ja)、乙烯(ethylene,et)等信号分子均有相关,它们不同程度地参与了抗病过程中的不同环节,起着非常重要的作用。前期研究证实sscd1突变体产生模拟病斑的同时积累ja,同时激活控ja/et信号途径的部分病程相关基因pdf1.2,vsp1和sa病程相关基因pr1。尽管sscd1中的模拟病斑的产生伴随着sa诱导基因pr1的上调,但与sa信号转导无关;而ja信号通路的中断显著抑制sscd1模拟病斑的产生,因此ja信号传导受体coi1正向调控sscd1模拟病斑。这些结果说明fah基因突变激活拟南芥抗病信号途径,并且这些信号参与调控突变体模拟病斑的形成。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术提供了敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在提高油菜抗菌核病中的应用,敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因后明显提高油菜对盘核菌的抗性,为甘蓝型油菜抗病育种提供宝贵的基因资源和种质资源。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:

3、本专利技术提供了敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在提高油菜抗菌核病中的应用。

4、本专利技术还提供了敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在提高油菜茉莉酸含量中的应用。

5、优选的,敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因的油菜在短日照下提高油菜抗菌核病和菜茉莉酸含量。

6、本专利技术还提供了敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在油菜抗菌核病育种中的应用。

7、本专利技术提供了一种获取抗菌核病油菜的方法,包括以下步骤后:

8、1)将crispr/cas9质粒酶切,得到酶切质粒;

9、2)将所述步骤1)得到的酶切质粒分别与sgrna1、sgrna2、sgrna3连接,得到连接产物1、连接产物2和连接产物3;

10、所述sgrna1由引物对1退火得到,所述引物对1的上游引物的核苷酸序列如seq idno.1所示,所述引物对1的下游引物的核苷酸序列如seq id no.2所示;

11、所述sgrna2由引物对2退火得到,所述引物对2的上游引物的核苷酸序列如seq idno.3所示,所述引物对1的下游引物的核苷酸序列如seq id no.4所示;

12、所述sgrna3由引物对3退火得到,所述引物对3的上游引物的核苷酸序列如seq idno.5所示,所述引物对1的下游引物的核苷酸序列如seq id no.6所示;

13、3)将所述步骤2)得到的连接产物1、连接产物2和连接产物3分别转化大肠杆菌,提取质粒,将得到的3个质粒构建多靶标载体,得到zmpl-bnac05fah载体;

14、4)将所述步骤3)得到的zmpl-bnac05fah载体转化农杆菌,得到转化菌;

15、5)将所述步骤4)得到的转化菌浸染油菜的下胚轴,再进行植株再生培养,得到抗菌核病油菜。

16、优选的,所述步骤1)使用bsai/eco31i酶切crispr/cas9质粒。

17、优选的,所述步骤2)退火的程序为:95℃10min,55℃10min,14℃5min。

18、优选的,采用cacl2冻融法将zmpl-bnac05fah载体转化农杆菌中。

19、优选的,所述步骤5)转化菌以菌液形式浸染下胚轴,所述菌液的od600值为0.5~0.6;所述浸染的时间为8~10min。

...

【技术保护点】

1.敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因在提高油菜抗菌核病中的应用。

2.敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因在提高油菜茉莉酸含量中的应用。

3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因的油菜在短日照下提高油菜抗菌核病和菜茉莉酸含量。

4.敲除甘蓝型油菜BnaC05G0101700WE基因在油菜抗菌核病育种中的应用。

5.一种获取抗菌核病油菜的方法,其特征在于,包括以下步骤后:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1)使用BsaI/Eco31I酶切CRISPR/Cas9质粒。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2)退火的程序为:95℃10min,55℃10min,14℃5min。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用CaCl2冻融法将zmpl-BnaC05FAH载体转化农杆菌中。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤5)转化菌以菌液形式浸染下胚轴,所述菌液的OD600值为0.5~0.6;所述浸染的时间为8~10min。

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【技术特征摘要】

1.敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在提高油菜抗菌核病中的应用。

2.敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在提高油菜茉莉酸含量中的应用。

3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因的油菜在短日照下提高油菜抗菌核病和菜茉莉酸含量。

4.敲除甘蓝型油菜bnac05g0101700we基因在油菜抗菌核病育种中的应用。

5.一种获取抗菌核病油菜的方法,其特征在于,包括以下步骤后:

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:支添添周舟
申请(专利权)人:宜春学院
类型:发明
国别省市:

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