[发明专利]一种茶树糖基转移酶突变体及其在植物害虫防御中的应用

说明书

本发明属于生物技术领域，公开了一种茶树糖基转移酶突变体及其在植物害虫防御中的应用方法。茶树糖基转移酶CsUGT85A53的突变基因CsUGT85A53(E59D)在体外催化合成(Z)‑3‑己烯醇糖苷的能力较野生型提高了1‑2倍外源喷施(Z)‑3‑己烯醇可显著提高茶树叶片(Z)‑3‑己烯醇糖苷的能力；通过基因工程方法将CsUGT85A53(E59D)突变体在植物中过表达，可显著提高植物(Z)‑3‑己烯醇糖苷糖苷的积累；结合体外喷施(Z)‑3‑己烯醇，效果更佳，显著提高了植物释放(Z)‑3‑己烯醇的能力，为植物病虫害的防治提供新策略。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种茶树糖基转移酶突变体及其在植物害虫防御中的应用。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：植物挥发性化合物在植物与环境相互交流的过程中具有重要作用，其中C6-绿叶挥发物(Z)-3-己烯醇最近被证实在植物-植物信号交流中具有十分重要的作用。(Z)-3-己烯醇及其糖苷分子在茶树直接与间接防御中均具有十分重要的作用，未感染植株通过相应及合成(Z)-3-己烯醇糖苷来防御潜在害虫，但目前为止，植物中(Z)-3-己烯醇糖苷化的的分子机制仍然不清楚。近年来，由于绿叶挥发物有别于其他挥发性有机化合物的一些特征，如普遍存在于植物中、损伤后快速释放该类挥发物在植物防御应答中的作用引起了越来越多研究者的关注。挥发物糖苷作为香气物质的前体是植物在生长发育过程中形成的次级代谢产物，具有重要的生理功能和活性。番茄在草食动物的攻击下释放到空气中的(Z)-3-己烯醇被邻近的同种植物“闻”到后，便将这种香气物质转化为糖苷，这种糖苷抑制了草食动物的生长和存活率，而与此同时，(Z)-3-己烯醇又可以吸引天敌。拟南芥具有感受外界多种挥发性物质，并在体内将其转化成相应糖苷的能力，而暴露于(Z)-3-己烯醇中的拟南芥自身可提高灰霉病的防御能力。在茶树中顺-3-己烯醇在植物体内是以糖苷的形式存在一定条件下水解后释放出游离态的香气挥发物用来吸引天敌防御害虫。番茄或猕猴桃中挥发性前体糖苷的功能意味着植物叶片中的糖苷不仅可以作为直接的防御化合物，而且还可以作为挥发性物质的前体吸引草食动物的天敌。综上可知，(Z)-3-己烯醇及其糖苷分子在茶树直接与间接防御中均具有十分重要的作用，未感染植株通过相应及合成(Z)-3-己烯醇糖苷来防御潜在害虫，但目前为止，茶树乃至整个植物中(Z)-3-己烯醇糖基化的机制仍然不清楚。在实际生产生活中，对于很多植物往往采取的是化学防治、生物防治或者两者结合的方法来提高植物的抗病虫能力。化学防治，通常就是指现阶段病虫害防治的最重要手段，通过施用化学药剂达到快速高效的杀菌杀虫的目的，其优点是适用范围广，收效快而显著，方法简便，经济实用，但缺点是过多施用化学药剂往往容易造成环境污染，甚至危及人和动物生命安全。而生物防治，是指利用生物之间的拮抗作用和双重寄生习性来防治病害。其优点是对动物和植物一般无害，对环境多无污染，但缺点是收效甚微，见效慢。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)茶毛虫农药的广泛使用使得茶叶农残问题严重，严重影响了茶树的品质以及人类的身心健康。

(2)化学药剂往往容易造成环境污染，甚至危及人和动物生命安全。

(3)生物防治收效甚微，见效慢。

(4)(Z)-3-己烯醇糖基化的分子机制不清楚，在业内属于技术空白，限制了其在植物病虫害防治中的应用。

解决上述技术问题的难度和意义：(Z)-3-己烯醇及其糖苷分子在茶树直接与间接防御中均具有十分重要的作用，未感染植株通过响应及合成(Z)-3-己烯醇糖苷来防御潜在害虫。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种茶树糖基转移酶突变体及其在植物害虫防御中的应用方法。