[发明专利]一种花生WRKY转录因子AhWRKY30及其在烟草抗青枯病中的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，公开了一种花生WRKY转录因子AhWRKY30及其在烟草抗青枯病中的应用。该基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。通过Gateway系统构建CaMV 35S启动子驱动的过量表达载体经农杆菌介导转化感青枯病烟草品种红花大金元，通过对转基因植株进行分子检测和青枯菌接种鉴定，其在烟草中超量表达可显著提高转基因烟草对青枯病的抗性，表明AhWRKY30可能参与了植物对青枯病的抗性反应。本发明为利用基因工程手段培育抗青枯病植物新品种提供了重要的基因资源，具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种花生WRKY转录因子 AhWRKY30及其在烟草抗青枯病中的应用。

背景技术

花生（ Arachis hypogaea L.）是世界四大油料之一的大宗经济作物，对保障我国粮油安全具有重要作用。由青枯雷尔氏菌（ Ralstonia solanacearum）引起的青枯病是严重影响花生产量的维管束细菌性病害，发生范围遍及我国13个花生主要生产种植区，可造成花生减产10-30%，严重危害时可导致大幅度减产甚至绝收。培育和种植高抗青枯病的花生品种是防治青枯病的最绿色安全、经济有效的方法，因此挖掘抗病相关候选基因并明确其抗病功能对花生抗青枯病品种的选育和遗传改良具有重要理论指导意义。

WRKY类转录因子是一类植物特有的且数量庞大的转录因子家族，仅在模式植物拟南芥中就有90个WRKY类转录因子。WRKY家族转录因子包含由约60 个高度保守的氨基酸残基组成的WRKY 保守结构域，该保守域含有WRKYGQK结构和非典型的锌指结构（Cx4–5Cx22–23HxH 或 Cx7Cx23HxC），进一步根据WRKYGQK结构个数、C端锌指结构特征及初级氨基酸序列分为WRKY I类、WRKY II类（IIa、IIb、IIc、IId 和 IIe）与WRKY III类。在拟南芥中，大部分WRKY类转录因子能够响应病原菌侵染，如WRKY3和WRKY4正调控植株对腐生真菌性病害的抗性；WRKY38和WRKY48负调控植株对细菌性病害的抗性，这暗示WRKY类转录因子在植物抗病性具有十分重要的作用[93]。随着研究的深入，发现WRKY类转录因子蛋白在抗病反应中能够特异性地识别并结合目标基因的 W-box（(T)TGACC/T）元件或相似元件 WLE1（TGAC）、WLS（GTCTA），从而转录激活或抑制相关基因表达来正调控或负调控响应植物抗病性。水稻WRKY6与WRKY68能与下游报告基因PR1启动子区W-box结合，正向转录激活相关防卫基因表达而增强植株对病原菌的抗性。拟南芥WRKY7/11/17通过W-box元件与转录因子bZIP28启动子结合而抑制bZIP28的转录激活，同时诱导JA信号通路相关基因的表达及抑制SA信号通路相关基因的表达,从而负调控拟南芥对PstDC3000的抗性。此外，WRKY类转录因子还是植物免疫调控网络中许多方面的核心组成部分，涉及PTI、ETI及SAR。在拟南芥中，病原菌侵袭时，植株通过PRRs识别PAMPs而触发PTI，并通过启动MAPK级联信号转导途径的MEKK1-MKK1/2-MPK4模块使MPK4-MKS1-WRKY33复合物的解离，并释放WRKY33和MKS1，MKS1磷酸化WRKY33促使WRKY33与PAD3的启动子区域结合而激发PAD3的表达，最终表现抗病性。在大麦中，病原菌侵袭时，植物未激活的R蛋白MLA通过RAR1、SGT1 和 HSP90改变构象激活后识别病原菌效应子AvrA触发ETI，同时激活的MLA通过CC结构域与抑制的WRKY1/2发生作用而解除WRKY1/2的抑制作用，即受抑制的MAPK级联途径触发的PTI解除，从而激发防御相关基因的表达而表现抗病。