晚疫病感病基因及其应用

本发明属于植物基因工程，更具体地，晚疫病感病基因及其应用

背景技术：

1、致病疫霉(phytophthora infestans de bary)作为一类重要的病原菌所引发的晚疫病能给番茄和马铃薯等茄科植物的生产造成毁灭性的打击。19世纪爱尔兰大饥荒就是晚疫病所引起的。前期科研工作者已经鉴定到了很多可以提高植物对晚疫病抗性的基因，但由于生理小种的变异使得抗性基因无法长期发挥作用，而感病基因功能的缺失可以使得植物获得广谱的抗病性，因此研究感病基因对晚疫病响应成为了新的研究思路。

技术实现思路

1、本发明的目的针对现有技术存在的问题，本发明提供晚疫病感病基因及其应用。

2、为实现上述发明目的，经研究，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的第一方面提供了一种晚疫病感病基因，其包含选自由以下组成的组的核苷酸序列：

4、(1)seq id no:1中所示的基因组核苷酸序列；

5、(2)seq id no:2中所示的基因组核苷酸序列；

6、(3)seq id no:3中所示的seq id no:1的编码区核苷酸序列；

7、(4)seq id no:4中所示的seq id no:2的编码区核苷酸序列；

8、(5)seq id no:5中所示的seq id no:1或seq id no:3的启动子核苷酸序列；

9、(6)seq id no:6中所示的seq id no:2或seq id no:4的启动子核苷酸序列；

10、(7)编码seq id no:7中所示的氨基酸序列的核苷酸序列；

11、(8)编码seq id no:8中所示的氨基酸序列的核苷酸序列；

12、(9)与seq id no:1、2、3、4、5、6中所示的核苷酸序列的至少一个具有至少90％序列同一性的核苷酸序列，其中包含所述核苷酸序列的植物对于由至少一个疫霉属的种(phytophthorasp.)的至少一个小种引起的植物疾病具有感病性；

13、(10)编码与seq id no:7或8中所示的氨基酸序列具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的核苷酸序列，其中包含所述核苷酸序列的植物对于由至少一个疫霉属的种的至少一个小种引起的植物疾病具有感病性。

14、优选地，由(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)中的至少一个核苷酸序列是人工合成或改造的。

15、本发明的第二方面提供了一种载体，包含以上所述的晚疫病感病基因。

16、本发明的第三方面提供了一种宿主细胞，用以上所述的晚疫病感病基因或载体进行转化。

17、本发明的第四方面提供了一种植物或植物细胞，其包含以上所述的晚疫病感病基因或载体。

18、优选地，所述植物是番茄或马铃薯，并且所述植物细胞是番茄细胞或马铃薯细胞。

19、本发明的第五方面提供了晚疫病感病基因在增强抗晚疫病植物中的应用，通过基因编辑敲除植物中的晚疫病感病基因或者使植物中的晚疫病感病基因突变，从而提高植物抗晚疫病的能力，所述晚疫病感病基因选自(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)中的至少一个。

20、优选地，所述基因编辑通过crispr-cas技术、t-dna与转座子插入、化学诱变、物理诱变中的至少一种方法实现。

21、本发明的第六方面提供了一种通过基因编辑晚疫病感病基因培育晚疫病抗性增强的植物的方法，构建包含晚疫病感病基因grna序列的crispr/cas9植物表达载体并转染至合适的大肠杆菌中，然后通过农杆菌介导在植物中敲除晚疫病感病基因或者使晚疫病感病基因突变，获得晚疫病感病基因感病功能缺乏或消失的植株。

22、优选地，所述通过基因编辑晚疫病感病基因培育晚疫病抗性增强的植物的方法包括以下步骤：

23、s1、设计突变或敲除晚疫病感病基因的grna序列；

24、s2、将步骤s1中得到的grna序列构建到crispr/cas9植物表达载体中；

25、s3、将步骤s2中得到的植物表达载体通过合适的农杆菌整合到茄科植物基因组中；

26、s4、通过步骤s3将农杆菌介导的植物愈伤组织转化，获得的愈伤组织进行抗性愈伤组织筛选和分化，获得转基因植株；

27、s5、将步骤s4中获得的转基因植株进行筛选和鉴定，确定突变或敲除的植株；

28、s6、将步骤s5获得的突变或敲除植株进行脱靶检测，筛选出无脱靶效应的纯合突变植株或敲除植株；

29、s7、将步骤s6获得的纯合突变植株或敲除植株进行晚疫病抗性测定，即能筛选出抗晚疫病的植株。

30、本发明的有益效果至少包括：

31、1)本发明中所涉及到的晚疫病感病基因为首次发现的，之前并没有任何其对疫霉菌(尤其是致病疫霉(phytophthora infestans de bary))具有感病功能的相关研究和报道；

32、2)本发明获得的植物(诸如茄科植物中的番茄)具有增强的晚疫病抗性，而且植物正常的生长和发育没有受到影响。

33、本发明的特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种晚疫病感病基因，其特征在于，其包含选自由以下组成的组的核苷酸序列：

2.根据权利要求1所述的晚疫病感病基因，其特征在于，由(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)中的至少一个核苷酸序列是人工合成或改造的。

3.一种载体，其特征在于，包含权利要求1或2所述的晚疫病感病基因。

4.一种宿主细胞，其特征在于，用权利要求1或2所述的晚疫病感病基因或权利要求3所述的载体进行转化。

5.一种植物或植物细胞，其特征在于，其包含权利要求1或2所述的晚疫病感病基因或权利要求3所述的载体。

6.根据权利要求5所述的植物或植物细胞，其特征在于，所述植物是番茄或马铃薯，并且所述植物细胞是番茄细胞或马铃薯细胞。

7.权利要求1或2所述的晚疫病感病基因在增强抗晚疫病植物中的应用，其特征在于，通过基因编辑敲除植物中的晚疫病感病基因或者使植物中的晚疫病感病基因突变，从而提高植物抗晚疫病的能力，所述晚疫病感病基因选自(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述基因编辑通过crispr-cas技术、t-dna与转座子插入、化学诱变、物理诱变中的至少一种方法实现。

9.一种通过基因编辑晚疫病感病基因培育晚疫病抗性增强的植物的方法，其特征在于，构建包含晚疫病感病基因grna序列的crispr/cas9植物表达载体并转染至合适的大肠杆菌中，然后通过农杆菌介导在植物中敲除晚疫病感病基因或者使晚疫病感病基因突变，获得晚疫病感病基因感病功能缺乏或消失的植株。

10.根据权利要求9所述的通过基因编辑晚疫病感病基因培育晚疫病抗性增强的植物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种晚疫病感病基因，晚疫病感病基因在增强抗晚疫病植物中的应用，还提供了通过基因编辑晚疫病感病基因培育晚疫病抗性增强的植物的方法。本发明中所涉及到的晚疫病感病基因为首次发现的，之前并没有任何其对疫霉菌具有感病功能的相关研究和报道；本发明获得的植物(诸如茄科植物中的番茄)具有增强的晚疫病抗性，而且植物正常的生长和发育没有受到影响。

技术研发人员：周绍群,黄三文,蔡艳玲,王志清
受保护的技术使用者：中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11