SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H2O2累积和细胞坏死中的应用

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及slwrky30蛋白在调控番茄组织h2o2累积和细胞坏死中的应用。

背景技术：

1、番茄(solanum lycopersicum)是一种重要的蔬菜作物，其富含维生素、番茄红素等营养成分，深受广大消费者的青睐，在世界各地均有广泛地栽培种植。

2、番茄青枯病是常见的番茄维管束系统性病害。其致病菌通常从番茄次生根部或茎部的伤口侵入植株，随后在维管束螺纹导管内繁殖，并沿导管向上蔓延，致病菌分泌的胞外多糖可阻塞导管内水分运输，或穿过导管侵入邻近的薄壁组织，使之褐变腐烂。输导器官被破坏后，茎、叶等组织得不到水分供应而引起整个植株萎蔫死亡。番茄青枯病多在开花现蕾后发病。发病时病株顶部叶片首先萎垂，随后下部叶片凋萎，中部叶片最后凋萎。在土壤含水较多或连阴雨下，病株延续1周左右才死亡。病株茎下端表皮往往粗糙不平，常发生大且长短不一的不定根。天气潮湿时，病株茎上可出现1-2cm大小、初呈水渍状后变为褐色的斑块。病茎木质部褐色，用手挤压有乳白色的黏汁。大田中，灌溉水或雨水可以将病株中的病菌带到健康的植株上，造成整块田间植株的感染。致病菌还可以在田间土壤中越冬，感染来年健康的植株，导致同一块田中的番茄植株连续发病，大大降低了番茄的产量，严重影响了菜农的经济收入。

3、番茄青枯病防治较困难，现有的防控措施如化学防治、土地轮种和天然化合物等防治效果均不理想，且有一定的局限性。化学防治存在农残和环境污染等危害，土地轮种不能彻底抑菌，从自然界提取天然化合物的过程繁复，工艺复杂，成本昂贵。

4、为减少番茄青枯病的危害，国内外学者开展了相应的研究，目前认为，抗病品种选育是防治青枯病最根本的方法。因此为促进番茄产业绿色健康发展，加快培育抗病优质番茄新品种和制定环保型的抗病措施刻不容缓。

5、植物抗病机能调控主要发生在基因转录水平，转录因子通过调节植物抗病防御反应中相关基因的转录重排，整合免疫防御信号，增强了植物的抗病水平。wrky蛋白是主要存在于植物中的一类转录因子,它含有1-2个wrky结构域,每个结构域的n端含有保守的七肽wrkygqk,c端为c2h2或c2hc的锌指纹。番茄中有81个wrky蛋白家族成员，大多数成员在植物天然免疫反应pti(pamps triggered immunity)和eti(effector-triggered immunity)过程中通过转录水平变化发挥了重要作用。此外，研究证明多个wrky蛋白成员通过编码相似的序列或相互作用，共同调控同一个生物学过程形成复杂的wrky网络而调控番茄的抗病机能。

6、截止目前，未见番茄wrky蛋白家族成员参与番茄植株病菌侵染组织h2o2累积和细胞坏死调控的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供slwrky30蛋白在调控番茄组织h2o2累积和细胞坏死中的应用，弥补现有技术的空白。

2、第一方面，本发明提供slwrky30蛋白在调控番茄组织h2o2累积和细胞坏死中的应用，所述番茄组织是番茄植株内病菌侵染组织，所述slwrky30蛋白在所述番茄植株中的表达量升高，引起病菌侵染组织h2o2累积和细胞坏死升高，避免正常组织继续遭受病菌侵害；

3、所述slwrky30蛋白为如下任一所示蛋白质：

4、a1、氨基酸序列如seq id no.1所示的蛋白质；

5、a2、将seq id no.1所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质。

6、进一步的，所述slwrky30蛋白的编码基因是如下任一所述的dna分子：

7、b1、seq id no.2所示的dna分子；

8、b2、与b1限定的dna序列具有70％以上同源性且编码所述slwrky30蛋白的dna分子。

9、进一步的，所述病菌包括青枯菌。

10、第二方面，本发明提供含有所述核酸分子的表达载体。

11、第三方面，本发明提供含有所述表达载体的宿主菌。

12、第四方面，本发明提供一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括使番茄中slwrky30蛋白表达量升高的步骤，所述slwrky30蛋白为上述slwrky30蛋白；与野生型相比，转基因番茄植株内青枯菌侵染组织h2o2累积和细胞坏死升高，阻止染菌组织内的青枯菌侵袭正常组织，增强番茄的青枯病抗性。

13、第五方面，本发明提供另一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括向番茄中导入所述核酸分子的步骤。

14、第六方面，本发明提供另一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括向番茄中导入所述重组表达载体的步骤。

15、第七方面，本发明提供另一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，包括利用所述宿主菌侵染番茄的步骤。

16、本发明具有如下有益效果：

17、(1)在番茄植株体内形成复杂的wrky网络调控系统，多方面多维度增强番茄的抗病活性。

18、(2)slwrky30番茄植株在抵御青枯病感染时，不使用化学药物，不需要轮作抗菌，没有农药污染，不会污染环境，克服了传统抗病手段费时费力，污染环境的不足。

19、(3)安全性高，不引入其他物种的基因，不存在转基因危险，对食用者无毒副作用。

技术特征：

1.slwrky30蛋白在调控番茄组织h2o2累积和细胞坏死中的应用，其特征在于，所述番茄组织是番茄植株内病菌侵染组织，所述slwrky30蛋白在所述番茄植株中的表达量升高，引起病菌侵染组织h2o2累积和细胞坏死升高，避免正常组织继续遭受病菌侵害；

2.根据权利要求1所述slwrky30蛋白在调控番茄组织h2o2累积和细胞坏死中的应用，其特征在于，所述slwrky30蛋白的编码基因是如下任一所述的dna分子：

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述病菌包括青枯菌。

4.一种含有权利要求2中所述slwrky30蛋白的编码基因的表达载体。

5.一种含有权利要求4所述表达载体的宿主菌。

6.一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，其特征在于，包括使番茄中slwrky30蛋白表达量升高的步骤，所述slwrky30蛋白为权利要求1中所述slwrky30蛋白；与野生型相比，转基因番茄植株内青枯菌侵染组织h2o2累积和细胞坏死升高，阻止染菌组织内的青枯菌侵袭正常组织，增强番茄的青枯病抗性。

7.一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，其特征在于，包括向番茄中导入权利要求2中所述核酸分子的步骤。

8.一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，其特征在于，包括向番茄中导入权利要求4所述重组表达载体的步骤。

9.一种培育青枯病抗性提高的转基因番茄的方法，其特征在于，包括利用权利要求5所述宿主菌侵染番茄的步骤。

技术总结
本发明属于植物基因工程领域，SlWRKY30蛋白在调控番茄组织H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;累积和细胞坏死中的应用，所述番茄组织是番茄植株内病菌侵染组织，所述SlWRKY30蛋白在所述番茄植株中的表达量升高，引起病菌侵染组织H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;累积和细胞坏死升高，避免正常组织继续遭受病菌侵害。本发明研究结果证实：番茄SlWRKY30基因过表达可以产生H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;的累积和细胞坏死的增加，SlWRKY30蛋白可以和其他SlWRKY家族成员SlWRKY52/59/80/81相互作用，增强番茄的青枯病抗性，在科研和生产上有广阔的应用前景。

技术研发人员：王延锋,党峰峰,刘广平,贺晓龙
受保护的技术使用者：延安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12