本发明专利技术涉及棉花黄萎病抗病相关基因GbVdr3的克隆及其应用，属于生物技术领域。GbVdr3基因是从抗高抗黄萎病材料海岛棉7124中获得的一个表面受体蛋白基因，该基因编码蛋白含有10个LRR保守结构域和2个LRR1结构域，C端有1个跨膜结构域，N端有1个信号肽和1个LRRNT2结构域。幼苗期GbVdr3基因在叶片中的表达量最高，其次为根和茎；成熟期GbVdr3在花的表达量最高，茎次之，蕾的表达量最低。GbVdr3基因过量表达株的黄萎病抗病性明显增强，在病原菌接种20天后，对于V991平均病指仅为35.6%，而对照达到91.3%，对于Bp2的平均病指为69.5%，而对照达到88.8%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一个棉花黄萎病抗性相关基因必KoW及其应用，涉及植物基因克隆以及功能分析，属于植物基因工程领域。用于通过植物基因工程技术改善植物抗病性和其他有益生产性状。
技术介绍
棉花是重要的经济作物，在我国国民经济中占有重要的地位。棉花黄萎病是严重危害棉花生产的病害之一，在世界范围内传播危害，严重阻碍着棉花产业的稳步发展。由于棉花黄萎病是一种土传维管束病害，所以防治难度很大，到目前为止，尚未有特效的防治药剂，而种植抗病品种成为解决棉花黄萎病的经济有效的途径(崔淑芳，李俊兰，金卫平等.棉花抗黄萎病种质资源的选育与鉴定.华北农学报，2006，21 (增刊)180-182)。但目前我国棉花品种的抗病性只能达到耐病水平，致使该病在环境条件合适的情况下连续流 行危害(张志刚，曾昭云，贺云新等.长江流域棉区黄萎病育种的对策与建议.江西棉花，2008，3(2):8-10)。据统计，近年来，棉花黄萎病的发生面积呈加重的趋势，发病面积占棉花总面积的50%，每年损失皮棉7. 5 X 10 4 IOXlO4 t，直接经济损失16 20亿元(李凤瑞，史加亮，杨秀凤.棉花抗黄萎病研究进展及前景展望.山东农业科学，2009，(9):57-59)。棉花黄萎病抗病种质资源的缺乏，是限制棉花抗病育种的主要因素。虽然我国拥有大量的棉花种质资源，但高抗黄萎病的资源均为不能直接利用的海岛棉和野生棉(马存，简桂良，孙文姬.我国棉花黄萎病育种现状、问题及对策.中国农业科学，1997，(302) :58-64)。并且，棉花黄萎病的发病机理比较复杂导致抗性品种的选育进展缓慢，远远达不到生产上对棉花抗病的需要。常规育种虽然取得了不少成果，但是抗病品种的选育需要的时间长、投入的资金多，而且培育出的新品种抗性也不是十分明显，有些农艺性状还不如感病品种。随着植物转基因技术的发展，应用遗传转化的方法不但可以获得生物的定向变异，而且能够打破物种之间的生殖隔离障碍，提高育种的可操作性和目的性，为创造新的种质资源开拓了无限广阔的前景。利用转基因生物技术将抗黄萎病基因性状转移到农艺性状较好的陆地棉中，创造抗性强、产量和品质较高的新品种是现今棉花抗病育种的新热点。目前，应用外源基因转化来提高棉花黄萎病抗性的多为从其他植物中克隆得到的抗病相关基因。主要有几丁质酶、β-1，3-葡聚糖酶、植物防卫素、硫素及葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase, GO)等外源抗病基因。几丁质酶和β _1，3_葡聚糖酶可以阻碍病原菌的侵入，抑制其生长，是植物的主要防卫反应之一。真菌细胞壁的主要组成成分是几丁质和β- 1，3-葡聚糖，几丁质酶、β-1，3-葡聚糖酶可降解真菌的细胞壁。所以，转基因植株受到病原菌侵染后会在短时间内大量的产生几丁质酶和β- 1，3-葡聚糖酶来降解病原菌的细胞壁，从而使植株具有抗黄萎病的特性。蔡应繁等(2000)利用遗传转化法将几丁质酶基因和β_1，3-葡聚糖酶基因导入棉花(蔡应繁，叶鹏盛，江怀忠等.抗真菌基因导入棉花创造高抗黄萎病材料研究.西南农业学报，2000，13 (4) : 45-49)。吴家和等(2004)获得了遗传性稳定且抗病性良好的转β-1，3-葡聚糖酶基因和几丁质酶基因的棉花植株(吴家和，张献龙，罗晓丽等.转几丁质酶和葡聚糖酶基因棉花的获得及其对黄萎病的抗性.遗传学报，2004，31( 2) : 183- 188)。基因能够编码葡萄糖氧化酶，该酶能催化β -D-葡萄糖氧化成葡萄糖酸和H2O2,而H2O2可以作为信号转导物质诱导棉株系统抗性的获得，也可直接抑制病原菌的生长。张宝红等2001)、刘慧君等(2003)、王志兴等(200)分别将Ο 基因导入棉花，转基因植株对黄萎病的抗性明显提高(张宝红，姚长兵，巩万奎等.棉花葡萄糖氧化酶基因转化棉花和抗性愈伤组织的获得.棉花学报，2001，13( 2 ) : 78- 81;刘慧君，简桂良，邹亚飞.基因导入对棉花农艺性状及抗病性的影响.分子植物育种，2003，1(5) : 669- 672 ;王志兴，转基因抗病棉花和抗虫马铃薯株系的培育.中国科学院植物研究所博士后研究工作报告，2000)。另外，肖月华等(2000)从棉花中分离克隆了多个具有抗病功能的基因并筛选出了抗性优良的棉花种质材料(肖月华，罗明，裴炎等.棉花类LRR抗病蛋白(GhLRR-RL)基因的克隆及表达分析.遗传学报，2000，29(7) :565-570)。窦道龙(2002)利用35S启动子驱动从拟南芥中克隆得到饱NDRl和#/况7基因在陆地棉中表达，鉴定结果显示转基因植株的抗病性明显增强(窦道龙.棉花抗黄萎病基因工程研究和防卫反应相关基因的克隆，中国农业科学院博士研究论文，2002)。多聚半乳糖醛酸酶是一种细胞壁降解酶，它在病原物致病过程中十分重要。James 等(2001)研究发现 PGIPs ( polygalacturonase inhibitor proteins,多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白)能够有效的抑制大丽轮枝菌多聚半乳糖醛酸酶的活性，转/ 基因植物能够增强植物的抗病能力(James JT, Dubery IA. Inhibition of polygalacturonasefrom Verticillium dahliae by a poly-galacturonase inhibiting protein fromcotton. Phytochemistry, 2001, 57 ( 2) : 149-156)。Zhou 等(2001)克隆得到了萝卜Rs-AFl基因并进行大丽轮枝菌的体外抑菌实验，结果显示对大丽轮枝菌的生长有明显的抑制作用(Zhou XJ, Lu S，Xu YH, et al. A cotton cDNA (GaPR-10) encoding apathogenesis-related 10 protein with in vitro ribonuclease activity. Science,2002，162( 4) : 629-637)。在许多细胞生理生化过程中植物非共生血色素具有很重要的作用。QU ZL等(2005)从棉花中克隆得到了一个非共生血色素基因必描1，研究发现该基因在抗病反应中具有重要的作用(Qu ZL, Wang HY, Xia GX. GhH bl: a nonsymbiotichemoglobin gene of cotton responsive to infection by VerticiIliumdahliae.Biochim Biophys Acta, 2005, 1730( 2) : 103-113)。Kawchuk等(2001)从番茄抗黄萎病材料中克隆得到了抗黄萎病基因家族的2个成员基因 Ke7 和 KeJ (Kawchuk L, Hachey J, Lynch D, et al. Tomato Ve diseaseresistance genes encode cell surface-like receptors. Proc Natl Acad Sci USA,2001，98 (11) : 6511-6515)。&基因是第一个克隆得到的本文档来自技高网...
【技术保护点】
棉花黄萎病抗病相关基因GbVdr3及其应用，是下述核苷酸序列之一：1）？序列表中SEQ？ID？NO.1所示的DNA序列；2）？可与序列表中SEQ？ID？NO.1限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张保龙，杨郁文，范晓慧，任永哲，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。