[发明专利]一个对大豆花叶病毒具有抗性的基因GmGRX4及其应用

说明书

本发明公开了一个对大豆花叶病毒具有抗性的基因GmGRX4及其应用。基因GmGRX4的cDNA核甘酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的蛋白序列如SEQ ID NO.2所示。利用VIGS使抗病品种科丰1号中的GmGRX4基因沉默后接种SC3株系，抗病品种科丰1号出现花叶症状。而在感病品种南农1138‑2中过表达GmGRX4基因之后，接种SC3株系，南农1138‑2对大豆花叶病毒产生了抗性。证明GmGRX4基因的表达量降低能改变抗性品种的抗病性，GmGRX4基因的表达量提高能使感病品种获得抗性。利用转基因技术在感病品种中导入GmGRX4基因，可改良受体品种对大豆花叶病毒的抗性。

技术领域

本发明属于生物基因工程技术领域，涉及一个对大豆花叶病毒SC3株系具有抗性的基因GmGRX4及其应用。

背景技术

大豆花叶病毒病是全球大豆产区普遍存在的一种大豆病害，地域分布很广，危害面积大，毁灭性强。一般情况下，SMV引起的产量损失在15-35％，某些地区的重要发生年份，引起的产量损失可达70％以上，甚至绝产。SC3株系是我国多个大豆产区普遍存在的流行株系。鉴于目前没有有效杀灭该病毒的药剂，选育和种植抗病品种是控制该病最经济、有效且对环境友好的防治方法。而获得对大豆花叶病毒具有抗性的基因是选育和种植抗病品种的基础。

其中大豆花叶病毒危害寄主的一个重要原因是对寄主叶片细胞光合系统造成影响，导致大豆叶片中叶绿素含量下降，影响光合能力，而且叶绿体在受到侵染的过程中会促进ROS的产生，过量的ROS会诱导大分子损伤并改变正常的信号传导。GRXs蛋白家族是一种二硫键氧化还原酶，通过利用谷胱甘肽(GSH)的还原能力催化底物蛋白的二硫键可逆还原，并在清除细胞ROS和调节这些细胞器内的氧化还原稳态中发挥作用。近年来，GRXs蛋白在植物对生物和非生物胁迫响应调控中的功能越来越多的被研究，GRX通过改变靶蛋白的氧化还原状态，参与了许多细胞功能，例如DNA合成，信号传导和抗氧化应激的防御也逐渐被人们所认知，但其在植物中调控对病原物的抗性的报道则少见。因此，GRX基因的研究对于挖掘新型的抗病基因并进一步探究其抗感病机制具有重要意义。

发明内容

本发明提供的是一个对大豆花叶病毒SC3株系具有抗性的基因GmGRX4(Glyma.18g240400),所述基因cDNA核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的对大豆花叶病毒SC3株系具有抗性的基因GmGRX4编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明旨在提供上述基因在参与抗大豆花叶病毒SC3株系中的应用，具体是指利用VIGS技术，沉默GmGRX4基因后，能改变抗病品种科丰1号的抗病性，变为感病。过表达GmGRX4基因后，能使感病品种南农1138-2获得对大豆花叶病毒SC3株系的抗性。

本发明的有益效果：

利用菜豆荚斑驳病毒为载体的病毒诱导的基因沉默技术，在抗病大豆品种中沉默GmGRX4基因，在感病品种过表达该基因，综合说明所述基因对大豆花叶病毒SC3株系具有抗性。利用转基因技术在感病品种中导入GmGRX4基因，改良受体品种的抗性，从而保证大豆的产量和品质，提高国家对大豆的供给率。且由于所述基因源于大豆，因此，对转基因大豆的安全性有进一步的提高。

附图说明

图1 GmGRX4的PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳。其中Marker为TAKARA的DNAmarker 5kb ladder，GmGRX4为cDNA扩增结果，Control为空白对照及阴性对照。

图2 GmGRX4基因含有的特殊结构域。通过UniProt网站预测所得，并绘制成图。

图3南农1138-2接种BPMV沉默载体后的表型。上图为盆栽接种后，从左往右为pBPMV-IA-V2，pBPMV-V-GmGRX4。下图为对应叶片放大图。