[发明专利]野生毛葡萄商-24抗病基因VqJAZ4及其应用

说明书

提供一种野生毛葡萄商‑24抗病基因VqJAZ4及其应用，首次构建了pCAMBIA2300‑35S‑VqJAZ4过量表达载体，并通过花絮浸染法将其导入模式植物拟南芥，研究了野生毛葡萄商‑24抗病基因VqJAZ4的转基因拟南芥株系和野生对照在接种白粉病和灰霉菌后各种株系的抗病反应；本发明的野生毛葡萄商‑24抗病基因VqJAZ4能明显提高拟南芥对白粉病的抗性，增加对灰霉菌的感病性。

技术领域

本发明属植物抗病基因鉴定及基因工程技术领域，具体涉及一种野生毛葡萄商-24抗病基因VqJAZ4及其应用。

背景技术

植物中存在大量的转录因子，转录因子的数量和种类繁多，表明了植物转录调控的特殊性和复杂性。自植物中最早的玉米转录因子被报道后发现，转录因子不仅能参与调控植物细胞和组织的形成，还是植物形态建成的关键调节因子，也能参与调节植物次生代谢产物的合成和分解，影响次生代谢产物的合成、分解及时空分布，同时还能响应与植物抗病抗逆的多种调控途径，可调控植物体感受干旱、高盐、低温和病原菌等信号相关基因的表达，在植物抗性反应中发挥重要作用。JAZ(JASMONATE ZIM-DOMAIN)转录因子家族是TIFY转录因子家族的一个亚家族，被认为是一种植物所特有的转录因子。JAZ蛋白包含一个TIFY家族特有的36个氨基酸的TIFY保守结构域，在其C端还有一个27个氨基酸的Jas保守结构域。植物受到外界刺激后，主要通过其体内的小分子信号物质茉莉酸(jasmonic acid，JA)、水杨酸(salicylic acis，SA)和乙烯(ethylene，ETH)来逐级传递相关信号，然后发生相应的生理生化及分子反应来形成抗性。其中，茉莉酸类物质(jasmonates)主要包括茉莉酸及其活性衍生物茉莉酸甲酯等，在植物对抗各种生物胁迫和非生物胁迫过程中发挥着重要作用。JAZ转录因子在茉莉酸信号转导途径中发挥着至关重要的作用。当植物正常生长时，细胞内只有少量有活性的JA，而JAZ蛋白与MYC2/MYC3等转录因子直接结合，致使其失去正向调控的转录活性，或通过TOPLESS(TPL)抑制子和NINJA连接子间接结合，从而抑制了下游JA响应基因的表达；当植物受到外界生物或非生物刺激后，细胞内JA含量增加，促使JAZ蛋白被SCF^COI1复合体介导的泛素/26S蛋白酶体途径降解，从而使MYC2/MYC3等转录因子恢复活性，或释放TPL和NINJA解除间接抑制作用，激活下游响应基因的表达，对所受刺激产生相应生理生化反应。

拟南芥JAZ基因家族中有13个成员，水稻则有15个成员。拟南芥JAZ基因，JAI3对MYC2转录因子起负调控作用，拟南芥JAI3突变体研究发现，SCF^COI1型E3泛素连接酶可以直接作用于JAI3，使其发生降解，而JA处理会加速这种降解的发生，MYC2反过来可以通过反馈调节与JAI3互作。MYC2转录因子已经明确确定为直接受JAZ抑制的基因，并在JA途径中起关键的正调控作用。此外，过量表达JAS1基因可以降低拟南芥对茉莉酸甲酯(MeJA)和机械损伤的敏感性；相反，利用RNAi技术对JAS1基因进行干扰会增加拟南芥对MeJA的敏感性。近年来，许多关于植物JAZ基因的表达分析证明，JAZ基因在植物响应激素(JA和ABA)处理、干旱、低温、高盐、虫害、机械损伤、病菌侵染等逆境胁迫过程中起重要作用。