[发明专利]CAMTA3基因及其在植物中的应用

说明书

本发明提供了一种CAMTA3基因及其在植物中的应用。提供了CAMTA3基因或其活性片段在促进RNA沉默中的用途。植物体内敲除CAMTA3基因后会显著降低植物体内RNA沉默通路，使得植物对病毒更敏感，CAMTA3基因能够显著促进植物体内RNA沉默信号通路；而且camta3基因敲除植株中，利用农杆菌瞬时过表达外源蛋白，能够使得外源蛋白的量有显著提高，从而可以用来在植物体内过表达蛋白或者应用于植物抗病育种领域。

技术领域

本发明涉及植物育种领域，具体涉及一种CAMTA3基因及其在植物中的应用，尤其涉及CAMTA3基因在植物抗病育种领域中的用途。

背景技术

植物作为不能瞬时移动的生物体，在其生长周期中会受到来自各种外界病原菌的侵染，作为无法使用抗生素抑制的病原菌，植物病毒能够通过多种途径传播并造成植物的终身带毒和毁灭性的伤害。双生病毒作为最大的一类植物DNA病毒，近年来广泛引起人们的关注(Fauquet et al.,2008)。双生病毒科(Geminiviridae)包含了300多个独立的种，因其特有的孪生颗粒形态的单链环状DNA(single-strand DNA，ssDNA)而得名。双生病毒可以通过烟粉虱、叶蝉等昆虫传播。双生病毒可以侵染多种寄主作物，包括黄秋葵、木薯以及重要的经济作物烟草、棉花、番茄等，侵染植物后可引起植物叶片卷曲、畸形发育；叶脉膨胀突出等典型症状(Mansoor et al.,2006)。双生病毒复制快，能够短时间产生大量的病毒，且病毒基因组易变异，所以经常会导致病毒的大流行和大爆发(Gibbs and Ohshima,2010)。据不完全统计，全球有接近50个国家和地区受到双生病毒的肆虐(Pereira et al.,2010；Scholthof et al.,2011b)。研究和防治双生病毒成为热点。

RNA沉默(RNA silencing，RANi)是指真核生物通过小RNA(small RNA，sRNA)靶向基因mRNA从而调节基因的表达的机制。RNA沉默作为生物界保守的防御机制在动物和植物的发育、抗逆境胁迫等方面具有至关重要的作用(Brodersen et al.,2008；Chinnusamyand Zhu,2009；Heo and Kim,2009)。植物运用基因沉默手段主要想达到三个目的：1.创造和维持异染色质，使重复的染色体不会被表达；2.通过调节内源基因表达来促进生长发育、逆境胁迫等生物学过程；3.抵御外来的病原微生物。病毒主要依赖于寄主细胞的复制翻译系统进行自身遗传物质的扩增和传递并且病毒能够在短时间内大量复制自身遗传物质或转录出病毒蛋白mRNA，这些特质使得RNA沉默成了植物、动物和真菌抗病毒的重要防御机制。

通过RNA沉默调控植物内基因表达，从而改善基植物性能，还需要进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本发明涉及一个正调控植物抗双生病毒的基因CAMTA3基因。发明人在研究过程中创造性地发现当植物体内敲除CAMTA3(也可以称为camta3)后会显著降低植物RNA沉默通路，使得植物对病毒，例如双生病毒、李痘病毒等更敏感；所以CAMTA3基因能够显著促进植物体内RNA沉默信号通路。而且发明人在研究过程中发现：camta3基因缺失植物中，利用农杆菌瞬时过表达外源蛋白如GFP蛋白，能够使得外源蛋白的量有显著的提高，从而可以用来应用camta3基因缺失或者功能沉默植物来进行蛋白表达，从而可以用来获得高产量的蛋白或者研究蛋白功能或者增强植物抗性。