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茶树FPS基因及其应用制造技术

技术编号:8211829 阅读:249 留言:0更新日期:2013-01-17 04:49
本发明专利技术公开了一种茶树FPS基因,其具有SEQ?ID?No:1所示的核苷酸序列。本发明专利技术还同时公开了上述茶树FPS基因编码的蛋白质,其具有SEQ?ID?NO:2?所示的氨基酸序列。?本发明专利技术还同时公开了上述茶树FPS基因的用途:该基因表达与茶树抗病应激有关,诱导高表达能提高茶树抗病性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于茶树基因工程领域;具体地说,本专利技术涉及茶树法呢基焦磷酸合酶(famesyI diphosphate synthase, FPS)基因的分离和分析,还涉及利用调节该基因表达强度进行茶树病害预防。
技术介绍
茶树病害的发生和流行是茶树和病菌相互作用的结果,常导致茶叶产量和品质下降,严重时还会引起树势衰退。 从病菌侵入到茶树出现病害症状的过程,一般可分为侵入期、潜育期和发病期3个阶段。侵入期是指从病菌接触茶树到与茶树建立营养或寄生关系的阶段;潜育期是指从病菌与茶树建立寄生关系到出现明显病害症状的过程;发病期是指染病茶树在外部形态上反映出病理变化和病菌产生繁殖体的阶段。侵入期是影响病害发生发展的重要阶段,在该阶段病菌在茶树组织表面萌发、产生附着器,并通过气孔或伤口入侵茶树组织间隙,茶树细胞对于病菌入侵产生一系列的应激反应,诸如诱导合成植保素抑制病菌附着和生长、通过多酚氧化酶产生邻醌物质毒杀病菌、形成胼胝质阻挡病菌深入、产生它感物质通知邻近植株等,该阶段病原菌和茶树的互作决定了病菌能否侵染茶树,或者说决定了茶树抗病性强弱。茶树病害发生和流行主要受到病菌种类、茶树品种、生长状况和发育阶段、以及环境因子等诸多因素的影响,其中病菌和茶树品种是主要的决定因子,环境则主要起诱发作用。茶树病害通常在病菌致病性强、茶树品种抗性差、环境条件适宜时,才会发生和流行。茶树病害防控主要有三种途径即通过选育抗性茶树品种、农药控制病菌发生与蔓延、以及营造良好环境抑制病害发生。其中选育抗性品种是优选途径,但是该途径因为机理不明确,致使困难重重;农药控制具有投入少、见效快特点,但容易造成产品和环境污染、以及诱发病菌抗药性;通过农艺措施控制环境因素具有环境友好的优点,但见效慢。如何通过现代分子生物学手段,明确茶树对病害的反应机制,提出相应的病害控制措施是目前乃至今后一段时间内茶学领域的重要研究内容之一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种茶树法呢基焦磷酸合酶(famesyldiphosphate synthase, FPS)的基因序列及其编码的蛋白质,通过诱导该基因表达可提高茶树抗病性。为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种茶树FPS基因,其具有SEQ ID No:l所示的核苷酸序列。本专利技术还提供了上述FPS基因编码的蛋白质,其具有SEQ ID NO 2所不的氣基酸序列。本专利技术还提供了上述FPS基因用途该基因表达与茶树抗病应激有关,诱导高表达可提高茶树抗病性。本专利技术还同时提供了一种提高茶树抗病性的方法,包括用具有SEQ ID No 1所示的核苷酸序列的基因转化茶树细胞,再将转化后的茶树细胞培育成植株。 本专利技术主要针对目前病害发生过程茶树和病菌互作机理不明确等实际问题,通过对茶树病害发生叶片和健康叶片差异基因筛选和克隆,以及基因表达活性与抗病性相关性研究,明确本专利技术基因表达活性上调与茶树病害发生之间的关系。为通过调节该基因表达活性进行茶树病害控制创造了条件,同时也为通过基因工程手段进行高抗病茶树新材料的创制奠定了基础。本专利技术是采用了以下技术方案来实现采用抑制性消减杂交(suppressionsubtractive hybridization, SSH)和RACE技术分离了与茶树病害响应相关的FPS基因,其具有SEQ ID No :1所不的核昔酸序列;提供一种茶树FPS全长的蛋白质序列,其具有如SEQID No 2所示序列。本专利技术还提供了茶树FPS基因表达特性,证明本专利技术提高FPS基因表达活性可以·提高茶树抗病性。实现本专利技术的具体技术步骤如下一、茶树FPS基因分离和分析在茶树品种园中采集同品种的病菌侵染叶片和相同成熟度的健康叶片,分别置于液氮中充分研磨后,以TRIZOL (Invitrogen公司)提取总RNA,并以UNIQ-10柱式mRNA抽提纯化试剂盒(上海生工生物工程有限公司)处理,分别获得病、健叶片的mRNA样本。分别以病、健叶的 2Kg mRNA 为起始物,米用 PCR-Select cDNA Subtraction Kit (ClontechLaboratories, Inc)进行双链cDNA合成、酶切、接头连接、消减杂交和扩增,具体操作参照该试剂盒使用说明,获得在病叶中上调表达的差异基因片段,插入TaKaRa pMD 18_TVector (宝生物工程(大连)有限公司),并转化JM109 (宝生物工程(大连)有限公司)感受态大肠杆菌,经蓝白斑筛选,挑取白斑扩增,以M13通用引物(序列如SEQ ID No: 3和SEQID No: 4所示)进行菌液PCR,将有插入片段的阳性克隆,委托上海英维捷基公司进行测序。经与美国国家生物信息中心NCBI (http://www. ncbi. nlm. nih. gov/)提供的Blastn工具在线比对发现,其中有I条长244bp差异片段与杜仲(Eucommia ulmoides)和葡萄(Vitisvinifera)等植物FPS基因的中间序列高度同源。根据获得的244bp的片段序列,设计了5’端RACE序列特异性引物SEQ ID No: 5和SEQ ID No:6 (预计产物长度约530bp)、以及3’端RACE序列特异性引物SEQ ID No:7和SEQ ID No:8 (预计产物长度为880bp),以上述病菌为害叶片的 mRNA 为起始物,采用 TaKaRa 5’-Full RACE Core Set,TaKaRa 3’-FullRACE Core Set和TaKaRa Taq (宝生物工程(大连)有限公司)进行FPS 5’端和3’端序列克隆(具体操作参照试剂盒使用说明),对获得5’ RACE和3’ RACE产物进行I. 5%琼脂糖凝胶电泳,以 TaKaRa MiniBEST Agarose Gel DNA Extraction Kit (宝生物工程(大连)有限公司)对目标条带进行割胶纯化,将纯化的目标条带插入TaKaRa pMD 18_T Vector,并转化JM109感受态大肠杆菌,经蓝白斑筛选,挑取白斑扩增,以M13通用引物(SEQ ID No: 3和SEQ ID No: 4)进行菌液PCR,将有插入片段的阳性克隆,委托上海英维捷基公司进行测序,获得了 5’端524bp (与中间片段重叠区长118)的RACE产物和3’端870bp (与中间片段的重叠区长IOlbp)的RACE产物,经与NCBI已知序列比对,上述序列与杜仲和甘草(Glycyrrhiza uralensis)等植物FPS基因的5’端和3’端高度同源。以DNAStar包中SeqMan软件(DNASTAR,Inc.)对获得茶树FPS基因5’端、中间序列和3’端序列进行拼接,得到了茶树FPS基因全长序列。该基因长1419bp,如SEQ ID No I所示(加下划线的为对应SEQ ID No :2的序列,下划线最后三个碱基为终止密码子);具有1029bp(84th -1112th)的开放阅读框,编码342个氨基酸残基的蛋白质,如SEQ ID No. 2所示。经与NCBI数据库比对发现,茶树FPS氨基酸序列与甘草(Glycyrrhiza uralensis)、人参(Panax ginseng)FP本文档来自技高网
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【技术保护点】
茶树FPS基因,其特征是:具有SEQ?ID?No:1所示的核苷酸序列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陆建良范方媛徐燕梁月荣郑新强李娜娜
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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