与甘薯茎线虫病抗性相关蛋白IbMYB4及其应用

本发明涉及生物中与甘薯茎线虫病抗性相关蛋白ibmyb4及其应用。

背景技术：

1、myb家族是植物中最大的基因家族之一，myb家族基因广泛参与调控植物次生代谢，形态建成，对环境因子和激素的应答以及抗病等生物学过程。在植物中，myb类转录因子的n端具有高度保守的myb结构域。该结构域通常包括1-4个串联的由51-52个氨基酸组成的不完全重复单元。每个重复单元中的51-52个氨基酸可形成三个α螺旋，其中后面两个可以组成螺旋一转角一螺旋(helix-turn-helix，hth)结构与dna大沟结合。而每个重复单元中包含的三个间隔的色氨酸残基具有疏水作用，起到维持hlh螺旋结构稳定性的作用。在植物中，myb转录因子在应答非生物胁迫中起到重要作用。拟南芥atmyb2和atmyb60基因的过表达可提高拟南芥的耐旱性(hoeren等，1998；cominelli等，2005)。atmyb68被证明可参与到高温应答反应中(feng等，2004)。过表达osmyb4基因能显著提高水稻植物对高盐、干旱等逆境的耐受性(vannini等，2004)。此外，myb转录因子在植物响应多种环境因子如低氧胁迫、激素诱导、uv-b辐射的反应中也发挥着重要作用。

2、甘薯茎线虫病是由马铃薯腐烂线虫(ditylenchus destructor)寄生引起的。茎线虫对低温忍耐力很强，终年繁殖，可以在甘薯的生育期和贮藏期持续危害甘薯。根据症状，茎线虫病根据症状可分为“糠心型”,“糠皮型”和“混合型”。一般发病会造成30％-50％的减产，严重的甚至导致绝收，近年来病害扩展较快，且逐年加重，对甘薯生产造成了严重的危害，已经成为三大甘薯病害之一。所以提高甘薯茎线虫病抗性有着重要的意义。因此克隆甘薯中的茎线虫病抗性相关基因，研究这些基因的功能具有十分重要的意义。挖掘具有抗逆性的新基因并通过生物工程的手段予以利用是提高植物抗逆性的有效途径。

3、目前有关myb4在茎线虫病抗性中的作用还未见报道，因此克隆甘薯中的茎线虫病抗性相关基因，研究这些基因的功能具有十分重要的意义。挖掘具有抗逆性的新基因并通过生物工程的手段予以利用是提高植物抗逆性的有效途径。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是如何提高甘薯茎线虫病抗性。

2、为解决上述技术问题，本发明首先提供ibmyb4蛋白、提高所述ibmyb4蛋白编码基因表达量的物质、提高所述ibmyb4蛋白的含量或活性的物质在提高甘薯茎线虫病抗性中的应用；

3、所述ibmyb4蛋白是如下a1、a2或a3的蛋白质：

4、a1、氨基酸序列是序列表中seq id no.2所示的氨基酸序列的蛋白质；

5、a2、将序列表中seq id no.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且与甘薯茎线虫病抗性相关的蛋白质；

6、a3、在a1)或a2)的n末端或/和c末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。

7、上述应用中，序列表中的seq id no.2由239个氨基酸残基组成。

8、上述应用中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如ncbi主页网站的blast网页。例如，可在高级blast2.1中，通过使用blastp作为程序，将expect值设置为10，将所有filter设置为off，使用blosum62作为matrix，将gap existence cost，per residue gap cost和lambda ratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。

9、上述应用中，所述80％以上的同一性可为至少81％、85％、90％、91％、92％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。

10、上述应用中，所述ibmyb4蛋白可来源于甘薯。

11、上述应用中，提高所述ibmyb4蛋白编码基因表达量的物质、提高所述ibmyb4蛋白的含量或活性的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质：b1)在所述基因转录水平上进行的调控；b2)在所述基因转录后进行的调控(也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控)；b3)对所述基因的rna转运进行的调控(也就是对所述基因的mrna由细胞核向细胞质转运进行的调控)；b4)对所述基因的翻译进行的调控；b5)对所述基因的mrna降解进行的调控；b6)对所述基因的翻译后的调控(也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控)。

12、上述应用中，所述提高所述ibmyb4蛋白编码基因表达量的物质、提高所述ibmyb4蛋白的含量或活性的物质为与所述的ibmyb4蛋白相关的生物材料；所述生物材料为下述c1-c3中的任一种：

13、c1、编码所述ibmyb4蛋白的核酸分子；

14、c2、提高所述ibmyb4蛋白表达的核酸分子；

15、c3、含有c1或c2所述的核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。

16、上述应用中，c1或c2所述的核酸分子可以是dna，如cdna、基因组dna或重组dna；所述核酸分子也可以是rna，如mrna或hnrna等。

17、上述应用中，c1所述核酸分子具体可为编码链的编码序列是序列表中seq idno.1的核酸分子。

18、本申请中，所述提高甘薯茎线虫病抗性可体现为下述任一种：

19、z1、茎线虫侵染时薯块失重率降低；

20、z2、茎线虫侵染时薯块茎线虫侵染面积降低；

21、z3、茎线虫侵染时木质素含量增加。

22、本发明还提供一种提高甘薯对茎线虫抗性的方法，所述方法包括步骤m，所述步骤m为增强、提高或上调目的甘薯中所述ibmyb4蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调所述ibmyb4蛋白的编码基因的表达量，来提高甘薯对茎线虫的抗性。

23、本发明提供了一种ibmyb4蛋白及其编码基因，将该基因导入甘薯栽培种栗子香中，得到转ibmyb4基因的甘薯植株，发现其与野生型比较，甘薯对茎线虫的抗性增强。本发明将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。

技术特征：

1.ibmyb4蛋白在提高甘薯茎线虫病抗性中的应用；

2.提高权利要求1中所述的ibmyb4蛋白的编码基因表达量的物质、提高权利要求1中所述的ibmyb4蛋白的含量或活性的物质在提高甘薯茎线虫病抗性中的应用。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述ibmyb4蛋白来源于甘薯。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述提高所述ibmyb4蛋白编码基因表达量的物质、提高所述ibmyb4蛋白的含量或活性的物质为编码权利要求1中所述的ibmyb4蛋白的核酸分子。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述核酸分子为编码链的编码序列是序列表中seq id no.1的核酸分子。

6.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述提高所述ibmyb4蛋白编码基因表达量的物质、提高所述ibmyb4蛋白的含量或活性的物质为提高权利要求1中所述的蛋白表达的核酸分子。

7.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述提高所述ibmyb4蛋白编码基因表达量的物质、提高所述ibmyb4蛋白的含量或活性的物质为含有权利要求4-6任一中所述的核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。

8.一种提高甘薯对茎线虫的抗性的方法，其特征在于：所述方法包括步骤m，所述步骤m为增强、提高或上调目的甘薯中权利要求1中所述ibmyb4蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调权利要求1中所述ibmyb4蛋白的编码基因的表达量，来提高甘薯对茎线虫的抗性。

技术总结
本发明涉及生物技术领域，公开了与甘薯茎线虫病抗性相关蛋白IbMYB4及其应用。本发明公开了IbMYB4蛋白在提高甘薯茎线虫病抗性中的应用。实验证明，在甘薯中过表达IbMYB4基因会增强甘薯对茎线虫的抗性。

技术研发人员：翟红,刘庆昌,何绍贞,高少培,张欢,赵宁,胡元峰,赵宏媛
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17