一种通过改造茶树CsHDH1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法及应用

本发明涉及基因工程，尤其涉及一种通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法及应用。

背景技术：

1、茶树(camellia sinensis(l.)o.kuntze)为山茶科山茶属植物，是我国重要的经济作物之一，具有巨大的经济价值。

2、目前，茶树的防虫措施仍以化学防治为主，其中，噻虫嗪作为化学杀虫剂，在茶园中被广泛应用。然而，在实际应用中发现，杀虫剂的不当或过量使用，可能导致茶叶中存在药物残留，从而对消费者的健康构成潜在威胁。

3、噻虫嗪是第二代新烟碱类杀虫剂，具有胃毒、触杀以及内吸性等特点，可选择性抑制害虫中枢神经系统中的烟碱乙酰胆碱酯酶受体(nachr)，从而阻断正常传导并使害虫神经突触膜电势改变，最终导致其麻痹死亡。

4、据此，急需获得一种可有效提高茶树降解噻虫嗪能力的方法，进一步为茶树应对外源胁迫的调节机制提供理论依据，同时还为培育增强农药代谢能力的茶树新品种提供理论基础。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过改造茶树3-羟基异丁酸脱氢酶的cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法及应用。

2、本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

3、一种通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，通过基因工程途径使茶树3-羟基异丁酸脱氢酶cshdh1基因过表达；其中，cshdh1基因的核苷酸序列如seq idno.1所示。

4、作为本发明的优选方式之一，所述cshdh1基因编码的蛋白质序列如seq id no.2所示。

5、作为本发明的优选方式之一，所述基因工程途径指：

6、将seq id no.1所示cshdh1基因片段连接至载体pcambia1305.1，获得茶树表达载体pcambia1305.1-cshdh1；再将所述茶树表达载体pcambia1305.1-cshdh1转入eha105农杆菌，利用农杆菌介导转入目标植株。

7、作为本发明的优选方式之一，通过烟草瞬时转化技术对cshdh1基因的功能进行初步验证：将茶树表达载体pcambia1305.1-cshdh1，通过农杆菌介导将其在烟草中瞬时表达。与对照相比，在烟草中瞬时转化cshdh1基因，显著降低了烟草中噻虫嗪的含量，同时随着时间的推移，其代谢产物噻虫胺的残留量也在逐渐减少。表明：瞬时表达cshdh1基因能够增强目标植株对噻虫嗪及其代谢物噻虫胺的降解能力。

8、作为本发明的优选方式之一，所述cshdh1基因表达产物用于正向调控目标植株的噻虫嗪降解能力。

9、一种上述通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法在培育增强农药代谢能力的茶树新品种方面的应用。

10、原理：

11、本发明通过对噻虫嗪处理下的茶树代谢组数据和转录组数据进行分析，发现3-羟基异丁酸脱氢酶表达量随着处理时间的增加呈现显著正相关，同时代谢组的氨基酸类相关代谢途径也受到显著影响。随后，具体分析了茶树3-羟基异丁酸脱氢酶cshdhs的多条基因的表达量随处理时间的变化情况，最终确定cshdh1基因是在噻虫嗪解毒过程中可能起到重要作用的基因。接着，从茶树中首次克隆并验证了cshdh1基因，通过对cshdh1基因进行茶树原生质体亚细胞定位分析发现定位于细胞质，通过农杆菌介导的烟草瞬时转化技术，进一步证明了cshdh1基因可以提高/增强植物对新烟碱类杀虫剂噻虫嗪的代谢降解能力。

12、本发明相比现有技术的优点在于：本发明研究中筛选到了对茶树“噻虫嗪降解能力”具有正向调控作用的cshdh1基因，通过基因工程途径使茶树3-羟基异丁酸脱氢酶cshdh1基因过表达，能够获得具有更强“噻虫嗪降解能力”的茶树植株，为培育增强农药代谢能力的茶树新品种提供理论基础和基因资源。

技术特征：

1.一种通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，其特征在于，通过基因工程途径使茶树3-羟基异丁酸脱氢酶cshdh1基因过表达；其中，cshdh1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，其特征在于，所述cshdh1基因编码的蛋白质序列如seq id no.2所示。

3.根据权利要求1所述的通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，其特征在于，所述基因工程途径指：

4.根据权利要求3所述的通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，其特征在于，通过烟草瞬时转化技术对cshdh1基因的功能进行初步验证：将茶树表达载体pcambia1305.1-cshdh1，通过农杆菌介导将其在烟草中瞬时表达。

5.根据权利要求1～4任一所述的通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，其特征在于，所述cshdh1基因表达产物用于正向调控目标植株的噻虫嗪降解能力。

6.一种如权利要求1～5任一所述的通过改造茶树cshdh1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法在培育增强农药代谢能力的茶树新品种方面的应用。

技术总结
本发明涉及基因工程技术领域，提供了一种通过改造茶树CsHDH1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法，通过基因工程途径使茶树3‑羟基异丁酸脱氢酶CsHDH1基因过表达；其中，CsHDH1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明还提供了一种上述通过改造茶树CsHDH1基因来提高噻虫嗪降解能力的方法在培育增强农药代谢能力的茶树新品种方面的应用。本发明研究筛选到了对茶树常施杀虫剂噻虫嗪降解能力具有正向调控作用的CsHDH1基因，通过基因工程途径使茶树3‑羟基异丁酸脱氢酶CsHDH1基因过表达，能够获得具有更强噻虫嗪降解能力的茶树植株，为培育增强农药代谢能力的茶树新品种提供理论基础和基因资源。

技术研发人员：焦卫婷,张萍,刘钰龙,杨天元,吴祥为,花日茂
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15