隐性抗病基因ATPδ在防控病毒中的应用

本发明属于基因工程领域，涉及植物线粒体基因，特别是指隐性抗病基因atpδ在防控病毒中的应用。

背景技术：

1、病毒侵染引起的病害导致世界各地的主要作物减产。1935年，英国首次报道黄瓜绿斑驳花叶病毒（cucumber green mottle mosaic virus, cgmmv）(dombrovskyet al.,2017)。1935年到1985年，cgmmv在欧洲的分布逐步扩大，侵染各种瓜类作物。随后又传播到亚洲(liu et al., 2009)。cgmmv属于帚状病毒科(virgaviridae)，烟草花叶病毒属(tobamovirus)，为正单链rna病毒。是我们重要的检疫性病毒。cgmmv主要侵染葫芦、南瓜、丝瓜、瓠瓜、西瓜、黄瓜、甜瓜等葫芦科植物，同时也可以侵染模式植物本氏烟。cgmmv侵染导致植株叶片表现为黄斑、花叶、褪绿、泡状等症状，有的可能产生绿色的突起，使叶片表面凹凸不平，植株生长缓慢或矮化，严重的可导致不孕。影响果实品质，造成严重经济损失。

2、活性氧(reactive oxygen species acid, ros)是使植物响应不同刺激的重要信息分子，在植物的生物和非生物胁迫中发挥着重要作用，同时在病毒侵染植物的过程中扮演着重要的角色。ros的产生可以上调植物防御相关基因从而抑制病毒的侵染，例如小麦黄花叶病毒(wheat yellow mosaic virus, wymv)(liu et al., 2021)、水稻黑条矮缩病(riceblack‐streaked dwarf virus, tnv)(xie et al., 2018)、辣椒叶脉斑驳病毒(chilli veinal mottle virus,chivmv)(yang et al., 2022)和芜菁花叶病毒(turnipmosaic virus, tumv)(qiu et al., 2021)等。

3、在玉米中，fof1-atp合成酶活性降低导致ros爆发，以及细胞程序性死亡(yang etal., 2022)。在fof1-atp合成酶中，atpδ作为fo和f1亚基之间的连接物(gibbons et al.,2000)。在拟南芥中，atpδ是at5g47030转录翻译而来的(geisler et al., 2012)。在棉花中，ghatpδ1可以诱导不同棉花品种的纤维长度(gibbons et al.,2000)。同样，在拟南芥中，atpδ基因在花粉、胚珠和花原基中高度表达，这些都是需要高能量水平维持其发育的组织(geisler et al., 2012)。目前，atpδ在病毒侵染中的作用尚不清楚。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种隐性抗病基因atpδ在防控病毒中的应用。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、隐性抗病基因atpδ在防控病毒中的应用。

4、上述隐性抗病基因atpδ的核苷酸序列如seq id no.1所示。

5、上述隐性抗病基因atpδ编码的植物蛋白定位于线粒体中，通过调控ros途径实现防控病毒。

6、上述ros指h2o2和/或o2-。

7、上述隐性抗病基因atpδ通过调控超氧化物歧化酶的活性实现防控病毒。

8、上述隐性抗病基因atpδ通过调控铁超氧化物歧化酶的表达量来调节超氧化物歧化酶（iron superoxide dismutase，nbfesods）的活性。

9、上述隐性抗病基因atpδ编码的植物蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

10、上述病毒指黄瓜绿斑驳花叶病毒。

11、上述的应用，步骤为：以隐性抗病基因atpδ基因为目标基因，构建隐性抗病基因atpδ的基因沉默载体，将基因沉默载体转入待改良植株中，获得抗病植株对病毒进行防控。

12、上述基因沉默载体通过提高植物体内ros的水平从而进行抗病毒防控。

13、本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明提出一种隐性抗病基因atpδ在防控病毒中的应用，解决了现有技术中黄瓜绿斑驳花叶病毒侵染多种农作物造成果实品质下降，经济损失的技术问题。其中植物蛋白atpδ的氨基酸序列如seq id no.2所示。atpδ参与黄瓜绿斑驳花叶病毒侵染过程，并调控植物活性氧（ros）的清除。本申请首次鉴定了atpδ通过调控ros的清除参与cgmmv侵染的机制，确定了atpδ作为一种隐性抗病毒基因，有利于后续利用基因编辑技术和遗传转化技术进行抗病毒种质的创制。

15、2、本申请首次通过研究发现在ros相关基因atp合成酶δ亚基（atpδ），证明了atpδ定位于线粒体。沉默atpδ可以抑制烟草中cgmmv的积累。过表达atpδ可以促进cgmmv在叶片中的积累。atpδ特异性抑制o2-而不是h2o2的产生和积累。atpδ可能影响nbfesod3/4的表达和超氧化物歧化酶(sod)活性。总之，我们的研究结果揭示了线粒体atpδ参与调节ros从而参与病毒侵染。本申请首次鉴定了atpδ为防控cgmmv侵染的隐性抗性基因，有利于后续利用crispr/cas9和遗传转化技术进行抗病毒调控。

技术特征：

1.隐性抗病基因atpδ在防控病毒中的应用。

2. 根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述隐性抗病基因atpδ的核苷酸序列如seq id no.1所示。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述隐性抗病基因atpδ编码的植物蛋白定位于线粒体中，通过调控ros途径实现防控病毒。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述ros指h2o2和/或o2-。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述隐性抗病基因atpδ通过调控超氧化物歧化酶的活性实现防控病毒。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述隐性抗病基因atpδ通过调控铁超氧化物歧化酶的表达量来调节超氧化物歧化酶的活性。

7. 根据权利要求1-6任一项所述的应用，其特征在于：所述隐性抗病基因atpδ编码的植物蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述病毒指黄瓜绿斑驳花叶病毒。

9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤为：以隐性抗病基因atpδ基因为目标基因，构建隐性抗病基因atpδ的基因沉默载体 ，将基因沉默载体转入待改良植株中，获得抗病植株对病毒进行防控。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述基因沉默载体通过提高植物体内ros的水平从而进行抗病毒防控。

技术总结
本发明属于基因工程领域，涉及植物线粒体基因，特别是指隐性抗病基因ATPδ在防控病毒中的应用。本发明提出一种隐性抗病基因ATPδ在防控病毒中的应用，解决了现有技术中黄瓜绿斑驳花叶病毒侵染多种农作物造成果实品质下降，经济损失的技术问题。其中植物线粒体基因ATPδ的核酸序列如SEQ ID No.1所示。ATPδ参与黄瓜绿斑驳花叶病毒侵染过程，并调控植物活性氧（ROS）的清除。本申请首次鉴定了ATPδ通过调控ROS的清除参与CGMMV侵染的机制，确定了ATPδ作为一种隐性抗病毒基因，有利于后续利用基因编辑技术和遗传转化技术进行抗病毒种质的创制。

技术研发人员：杨雪,施艳,姜兴林,李洪连
受保护的技术使用者：河南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17