本技术方案属于基因工程领域,详细阐述了一种提升番茄耐热性和灰霉病抗性的方法及其应用。该方法通过过表达SlWRKY5基因,有效增强了番茄对高温环境的耐受力以及对灰霉菌的抵抗力。通过该技术的应用,番茄的耐热性和抗病性得到了显著提升。
背景技术
番茄(Solanum lycopersicum L.)是我国重要的蔬菜作物之一,常年栽培面积超过100万hm2
,鲜食番茄产量稳居世界第一。然而,番茄是一种对温度和病害敏感的作物,在我国番茄设施生产中,会经常遭遇高温危害,同时病害加剧,给番茄生产造成了严重的经济损失。
番茄幼苗在生长期间适宜的生长温度约为昼温24~26℃,夜温18℃左右。一般品种在昼温34℃,夜温20℃以上即受到损害,当温度上升到昼温38℃或夜温26℃以上,番茄就会受到严重损伤。开花坐果期高温则导致番茄花粉活力下降,柱头外露,坐果率降低,致使产量和品质严重下降。在温度升高时,首先植物蒸腾作用加剧,大量失水,植物体内水分生理失衡,造成叶片萎蔫,光合受阻,生长减缓。高温胁迫下,细胞会产生大量的活性氧(ROS),造成膜脂和蛋白质的过氧化,产生的丙二醛还会进一步加剧细胞膜的损伤,严重时甚至可以导致细胞死亡。
在高温高湿环境下番茄还极易发生灰霉病,这是一种以灰葡萄孢(Botrytiscinereal)为病原菌的坏死性真菌,主要靠其分生孢子进行传播,是设施栽培中的常见病害,并且生产中难以防治。在环境适宜时,灰霉菌通过幼嫩、衰弱的组织或伤口侵入到寄主内,实现初步侵染,发病后可形成灰色霉层。随着病菌发展,叶片出现水渍状,边缘不规则,浅褐或黄褐色病斑;果实发病果皮变成灰白色,果肉呈水渍状、软腐,在病斑处长出带有绒毛的灰霉层。番茄因受灰霉菌的侵染而导致的损失非常严重,从最初的苗期生长到最后的果实运输销售过程都具有严重破坏。
利用现代分子生物技术发掘番茄耐热及抗病基因资源,并在番茄中调控其表达,是培育抗逆抗病番茄新品种的重要手段。WRKY转录因子参与植物多种生物过程,特别是在调节生物和非生物胁迫方面发挥重要作用。SlWRKY5转录因子是WRKY转录因子家族中的一个成员,需要开发SlWRKY5转录因子在番茄栽培中提高高温耐性并提高灰霉病抗性的相关功能。
实现思路