ARG2基因或其编码蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用

摘要: 本申请属于生物农业,具体涉及arg2基因或其编码蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用。背景技术:1、青枯病是由青枯劳尔氏菌(ralstoniasolanacearu...
ARG2基因或其编码蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用

本申请属于生物农业,具体涉及

arg2基因或其编码蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用。

背景技术:

1、青枯病是由青枯劳尔氏菌(

ralstonia solanacearum)引起的一种毁灭性土传病害,常导致植株急剧萎蔫乃至死亡,造成严重的产量下降。目前对于青枯病的防治在很大程度上仍依赖化学农药,但长期使用不仅污染环境,还易诱发病原菌产生抗药性。通过传统杂交育种手段培育抗病品种虽是一条根本途径,但因其周期长、效率低,且番茄中可利用的高效抗青枯病基因资源相对匮乏,极大地限制了育种进程。

2、在植物面临复杂的生理变化或外界胁迫时,精氨酸酶(arginase, arg)与一氧化氮合酶(nos)通过对游离l-精氨酸的竞争性利用,精准调控着代谢流的动态分配。其中,精氨酸酶作为催化l-精氨酸水解生成l-鸟氨酸和尿素的限速酶,广泛参与了氮素再利用、多胺与脯氨酸合成等核心生理过程。

arg2基因是否调控植物对青枯病的抗性目前还未有相关报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供过表达

arg2基因或其编码蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用。

2、本发明提供了过表达

arg2基因或

arg2基因编码的蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;所述植物为番茄。

3、本发明提供了过表达

arg2基因或

arg2基因编码的蛋白在构建抗青枯病的转基因植物中的应用,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;所述植物为番茄。

4、本发明提供了过表达

arg2基因或

arg2基因编码的蛋白在培育、筛选或开发抗青枯病的植物中的应用,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;所述植物为番茄。

5、优选的,所述青枯病的致病菌为青枯劳尔氏菌(

ralstonia solanacearum)。

6、本发明提供了一种抗青枯病的番茄材料,所述番茄材料的基因组中过表达

arg2基因;

7、所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。

8、优选的,所述番茄材料的种类包括以下至少一种:番茄植株、番茄种子、番茄果实、番茄组培苗、番茄组织、番茄愈伤组织和番茄不定芽。

9、本发明提供了一种提高植物青枯病抗性或培育抗青枯病植物的方法,包括:在植物中过表达arg2基因或arg2基因编码的蛋白,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;

10、所述植物为番茄。

11、本发明提供了过表达

arg2基因或

arg2基因编码的蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用,所述植物为番茄。本发明通过crispr/cas9基因编辑技术获得

arg2基因功能缺失突变体,与野生型相比,突变体在接菌后病情指数和菌落数显著升高,而过表达该基因则显著增强抗病性,

arg2基因正调控植物对青枯病的抗性。具体的,所述

arg2基因敲除后,抗氧化酶系统中cat和 pod活性下降,说明

arg2基因通过调节抗氧化平衡参与青枯病抗性。

arg2基因通过调控植物体内过氧化氢(h2o2)的积累,参与青枯病抗性反应。接菌处理后,过表达

arg2植株的过氧化氢含量显著高于野生型,而

arg2突变体中的过氧化氢含量则低于野生型植株,表明

arg2基因正调控病原侵染过程中的过氧化氢爆发。在

arg2突变体中,青枯菌诱导的

pr1a、

pr1b等防卫基因的上调幅度受到显著抑制;而在过表达株系中,这些

pr基因不仅基础表达量较高,且在接菌后被更为强烈地激活。说明

arg2基因通过调节

pr基因表达参与青枯病抗性。本发明为植物抗病分子育种、尤其是针对青枯病等细菌性病害的遗传改良,提供了新的基因资源和育种思路。

1.过表达arg2基因或arg2基因编码的蛋白在提高植物青枯病抗性中的应用,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;所述植物为番茄。

2.过表达arg2基因或arg2基因编码的蛋白在构建抗青枯病的转基因植物中的应用,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;所述植物为番茄。

3.过表达arg2基因或arg2基因编码的蛋白在培育、筛选或开发抗青枯病的植物中的应用,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示;所述植物为番茄。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述应用,其特征在于,所述青枯病的致病菌为青枯劳尔氏菌(ralstonia solanacearum)。

5.一种抗青枯病的番茄材料,其特征在于,所述番茄材料的基因组中过表达arg2基因;

6.根据权利要求5所述番茄材料,其特征在于,所述番茄材料的种类包括以下至少一种:番茄植株、番茄种子、番茄果实、番茄组培苗、番茄组织、番茄愈伤组织和番茄不定芽。

7.一种提高植物青枯病抗性或培育抗青枯病植物的方法,其特征在于,包括:在植物中过表达arg2基因或arg2基因编码的蛋白,所述arg2基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq idno:2所示;