[发明专利]ZmPAO基因在玉米抗矮花叶病中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术及作物病害防治技术领域，具体地说，涉及ZmPAO基因在玉米抗矮花叶病中的应用。

背景技术

玉米是我国主要粮食作物，但由甘蔗花叶病毒(Sugar cane mosaic virus，SCMV)侵染引起的玉米矮花叶病(maize dwarf mosaic disease,MDMD)对我国玉米高产、稳产造成严重威胁。SCMV是造成我国北方玉米产区玉米矮花叶病的主要病原，常引起玉米30％以上的产量损失。由于SCMV强致病力株系的出现，一些原有的抗病毒品种丧失抗性，在生产上导致更大的危害。亟需鉴定新的抗病基因或抗性材料，以便可持续、更有效地控制SCMV及其危害，保证玉米生产安全。

植物病毒作为一种细胞内专性寄生物，在侵染、增殖过程中必须依赖和借助寄主因子完成病毒脱壳、基因组复制、蛋白表达、病毒颗粒组装和向邻近细胞移动等生命过程。因此，鉴定参与植物病毒侵染、增殖过程中的寄主因子能够帮助我们深入了解病毒的侵染和致病机制，从而为病毒病的防控提供新的材料和理论基础。后基因组时代，各种组学技术被广泛地应用于寄主与生物胁迫或非生物胁迫互作研究，并已成为探寻病毒致病机制及寻找抗病基因的主要手段之一。

发明内容

本发明的目的是提供ZmPAO基因在玉米抗矮花叶病中的应用。

本发明的另一目的是提供一种抑制甘蔗花叶病毒在玉米中复制和增殖的方法。

本发明利用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tagging for relative and absolute quantification,iTRAQ)蛋白组学技术，筛选SCMV侵染玉米后上部第一片和第二片系统侵染叶片中显著差异表达的蛋白，鉴定到一个在两片叶片中均显著差异表达的蛋白ZmPAO。

为了实现本发明目的，本发明提供ZmPAO基因在玉米抗矮花叶病中的应用，其是利用基因工程的方法，在玉米中过表达ZmPAO基因，从而提高作物对玉米矮花叶病的抗病性。

本发明所述玉米矮花叶病是指由SCMV侵染引起的玉米矮花叶病害。

本发明中，ZmPAO基因来自玉米，所述ZmPAO基因为：

i)SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列；或

ii)SEQ ID NO:2第233-1732位所示的核苷酸序列；或

iii)SEQ ID NO:2第233-1735位所示的核苷酸序列；或

iv)在严格条件下与i)～iii)任一序列杂交且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或

v)与i)～iii)任一序列具有90％以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。

由所述ZmPAO基因编码的蛋白为：

a)SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列；或

b)SEQ ID NO:1所示氨基酸序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。

前述的应用，采用农杆菌介导的方法，将含有ZmPAO基因的表达载体转化目标植物，筛选转基因玉米植株。

优选地，本发明所述表达载体的出发载体为pCAMBIA1300。

携带有所述目的基因的表达载体还可通过使用植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞中(Weissbach，1998，Method for Plant Molecular Biology VIII，Academy Press，New York，第411-463页；Geiserson和Corey，1998，Plant Molecular Biology，2^nd Edition)。

在本发明的一个优选实施方式中，通过抑制ZmPAO基因在玉米中的表达，进而验证了该基因的功能，具体方法如下：

1、提取玉米自交系Va35的总RNA并反转录为cDNA。

2、以步骤1得到的cDNA为模板，用ZmPAO-silencing-F和ZmPAO-silencing-R组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物。

ZmPAO-silencing-F：5'-TACCTAGGCTACGGAGTGTGGCAG-3'