[发明专利]敲除JAMs基因提高番茄对南方根结线虫抗性

说明书

本发明公开了一种通过敲除JAMs基因提高番茄对南方根结线虫抗性的方法，所述JAMs基因为JAM1基因和/或JAM2基因。本发明研究发现，JAMs参与了RKN的抗性，并且发现jams突变体增强了番茄对根结线虫的抗性，即JAMs负向调控番茄南方根结线虫抗性。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种通过敲除JAMs(JAM1，JAM2)基因提高番茄对南方根结线虫抗性的方法。

背景技术

目前，我们对茉莉酸(JA)的研究中的一个重要问题涉及激素的许多化学衍生物的生物学功能，非生物活性JA是活性JA的前体或失活形式。茉莉酸可以调节广泛的植物过程，包括生长和发育，以及针对生物和非生物胁迫的防御系统。尽管乙烯(ET)、水杨酸(SA)和其他植物激素对于控制植物-病原体相互作用很重要，但与JA相比，这些信号对寄主抗性的贡献相对较小。

对拟南芥(Arabidopsis thaliana)和番茄(Solanum lycopersicum)模型系统的数十年研究阐明了一个核心JA信号通路，该通路由多个相互连接的蛋白质-蛋白质相互作用模块组成，这些模块控制激素反应基因的转录状态。JA-Ile由F-box蛋白CORONATINEINSENSITIVE1(COI1)和JASMONATE ZIM DOMAIN(JAZ)蛋白组成的蛋白质复合物感知，导致泛素依赖性降解JAZ蛋白质从而激活MYC转录因子以调节JA响应基因。目前研究最多的JA诱导型转录因子是基本的螺旋-环-螺旋(bHLH)蛋白MYC2，它在拟南芥中充当JA的主要调节因子，此外MYC相关DNA结合蛋白的bHLH亚支，称为JA-ASSOCIATED MYC2-LIKE1(JAM1)、JAM2和JAM3，通过与MYC2的DNA结合能力竞争，在JA介导的防御反应中发挥负面作用。有研究表明JASMONATE ASSOCIATED MYC2-LIKE1(JAM1)、JAM2和JAM3编码其他基本螺旋-环-螺旋转录因子，参与不同的多防御反应，在拟南芥中以依赖COI1和MYC2的方式正调控防御反应。然而，与myc2相反，jam1/jam2/jam3三重突变体在用茉莉酸甲酯(MeJA)处理时表现出较短的根，表明对JA的反应增强。在MeJA处理后，关键的茉莉酸代谢基因以及一组编码调节JA反应性代谢基因的转录因子的基因受到JAMs的负调控。虽然研究已表明JAM1、JAM2和JAM3是在JA信号传导中主要拮抗MYC2的新因子，调节番茄对昆虫的抗性，但JAMs是否参与根结线虫的防御以及其中的机制还不清楚。

根结线虫(RKNs；Melodogyne spp.)是一类病原性寄生虫，主要侵染植物根部，对农业造成威胁。虽然目前有很多研究控制根结线虫，但有效控制根结线虫很困难，线虫对环境的威胁仍然不可小觑。所以，研究通过JA途径抵御病原体侵袭为今后植物-病原体防御提供理论基础，并有效抑制线虫对番茄的侵害。

为了探究JAMs如何参与根结线虫的抗性，我们创建了jam1,jam2单突突变体和jam1/jam2双突突变体植株，并发现了JAMs在番茄对南方根结线虫的防御中发挥负调控作用，这为JA途径与番茄对线虫的防御反应的研究提供了理论支撑，并创造了提高抗性的材料，对提高番茄的生产和产量具有重大意义。

发明内容

本发明通过CRISPR/CAS9技术构建了jams突变体植株，并且在野生型番茄(WT)和jams突变体植株中接种线虫4周后发现jams突变体植株的根结数目较野生番茄少，野生型番茄根结也比jams突变体的根结更为明显。据此，本发明提供了一种通过敲除JAMs基因提高番茄对南方根结线虫抗性的方法。

一种通过敲除JAMs基因提高番茄对南方根结线虫抗性的方法，所述JAMs基因为JAM1基因和/或JAM2基因；

所述JAM1基因选自以下两种中任意一种：

A、所述JAM1基因的碱基序列如SEQ ID NO：1所示；