本技术属于基因工程技术领域,公开了一种AcDRT100蛋白及其在提高猕猴桃抗病性中的应用。本发明筛选出一个能提高猕猴桃溃疡病抗性的AcDRT100基因,该基因在‘红阳’品种猕猴桃中受Psa诱导上调表达,显著减轻猕猴桃的发病情况,提升植株抗性。此外,本发明证实,在猕猴桃中瞬时过表达AcDRT100基因可以增强抗病通路基因AcNPR1、AcPR1、AcJAR1、AcERF1的表达水平,为猕猴桃抗溃疡病的分子机制研究提供理论支持。本发明对创制优质猕猴桃种质材料,减少猕猴桃溃疡病防治中对农药的依赖性,使猕猴桃品质提升和产量增加提供了新的见解和思路。
背景技术
猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)又名奇异果、杨桃、滕梨,因其独特的口感和营养价值而广受欢迎,其富含维生素C,被誉为“水果之王”。中国作为猕猴桃属植物的起源、进化以及分布中心,自然资源极为丰富,为世界猕猴桃产业的可持续发展提供了丰富的种质资源,然而猕猴桃生产中的病害也逐年加重。由丁香假单胞杆菌猕猴桃致病变种(Pseudomonassyringaepv.actinidiae,Psa)引起的猕猴桃溃疡病(Kiwifruit canker)是猕猴桃产业最具毁灭性的细菌性病害,该病菌可以侵染猕猴桃的树干、枝条、嫩梢、叶片以及花等多个组织和器官,严重时造成整树坏死和毁园。但由于对病菌与植物互作机理知之甚少,严重制约了抗病育种进程和能够精准防控病害的靶标药物研制。
随着猕猴桃产业的不断发展,细菌性溃疡病也迅速蔓延,对猕猴桃种植和生产造成巨大的损失。猕猴桃溃疡病病菌致病能力极强,目前所栽培的猕猴桃品种中尚未发现对其具有完全免疫的抗性品种。猕猴桃品种繁多,溃疡病抗性水平不一,这为猕猴桃抗病基因的挖掘提供了重要的材料基础,目前的研究大多集中抗性种质资源的筛选、抗性分子机制响应等方面,猕猴桃抗、感基因的挖掘报道较少。
利用病原效应蛋白鉴定抗病相关基因是一种有效的植物抗病分子育种方法,为猕猴桃抗Psa育种提供具有应用潜力的基因和方向,对于猕猴桃溃疡病的绿色、高效防控将具有重要意义。其中,III型分泌系统效应蛋白(type III secretion effector,T3SE)是Psa关键致病因子,通过病原菌的T3SEs鉴定植物靶标蛋白,解析寄主抗病机制并挖掘抗病育种材料是目前有效的一种手段。猕猴桃溃疡病菌的一对同源效应蛋白HopBB1-1/HopBB1-2可以靶向针对寄主猕猴桃的DNA损伤修复/耐受蛋白(DNA-damage-repair/tolerationprotein,DRT),从而影响猕猴桃对猕猴桃溃疡病菌的抗性。DRT蛋白在植物中的功能与重要性体现在维持基因组稳定性、响应外界环境胁迫、参与多种细胞生理过程、调控DNA损伤响应、促进DNA双链断裂修复、形成DNA修复小体以及提高基因打靶效率等多个方面。这些功能对于植物的生长、发育、抗性和作物产量都有着至关重要的影响。
然而,猕猴桃中的DRT100蛋白(AcDRT100)具体功能目前尚未完全证实,围绕AcDRT100基因及其在猕猴桃溃疡病抗病过程中的作用展开研究,有望为猕猴桃抗性资源的挖掘和分子标记的开发提供技术思路。
实现思路