一种灰霉病相关的葡萄miR395基因及其靶基因APS1和应用

xiaoxiao2026-08-26  5


本发明属于基因,尤其是一种灰霉病相关的葡萄mir395基因及其靶基因aps1和应用。


背景技术:

1、灰霉菌(botrytis cinerea)是一种典型的致死型病原菌,它侵入宿主体内后通过引发宿主细胞程序性死亡,从而导致腐烂。灰霉菌可以侵染如草莓、葡萄等众多植物,对双子叶植物寄主成熟或衰老组织的破坏性最大。不论是采前还是采后,只要宿主的生理合适且环境利于灰霉菌萌发生长,灰霉病都有可能爆发,造成巨大经济损失。

2、在防治灰霉病的措施中,使用杀菌剂是控制灰霉菌的最常用方法。但是,因为灰霉菌自身容易产生抗性和易变异的特点,杀菌剂的长期使用会导致灰霉菌的抗性逐渐增强,降低了杀菌剂的有效性。同时,产生耐药性的病菌可能在不受控制的情况下扩散,导致病情爆发,进一步危害农作物。此外,杀菌剂的过度使用可能对环境造成污染,危害生态平衡和人类健康。

3、在长期的进化过程中,植物进化出了一些抗病基因,以应对各种病原菌的侵染。发掘并利用这些基因来改良植物的抗病性,是在保护环境的前提下防治病害的根本出路。

4、microrna(mirna)是一类长度约20-24个核苷酸的内源单链非编码小分子rna,由内源mir基因转录形成的含双链茎环结构的单链rna被dcl蛋白切割产生,它通过与rna诱导沉默复合体(rna-induced silencing complex,risc)结合,以碱基互补配对方式切割靶基因mrna、抑制mrna的翻译。近年来大量研究发现mirna作为一个重要的调控因子,广泛参与植物的抗病防御反应过程,它们可能通过抑制或激活某些靶基因的表达以调节植物信号传导途径、激活抗病途径相关转录因子及调控植物体内的各种代谢途径等方式来参与植物抗病反应途径。虽然mirna在理论上的研究已经取得了巨大的进步,但目前葡萄中抗病相关mirna资源仍十分有限,发现新的抗病调控相关的mirna,并且在生产上充分利用mirna,对培育葡萄抗病品种,产生经济价值具有重要意义。

5、通过检索,发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献:

6、1、一种采前低硫处理预防果实灰霉病的方法(cn113980927a),公开了一种采前低硫处理预防果实灰霉病的方法,通过在果实的种植过程中控制含硫肥料的施加,降低果实中硫的含量,从而降低果实对灰霉菌的易感染程度,减少果实的灰霉病的发病率。这一方法需要在作物生长发育过程中长期处理,时间成本较高,属于对灰霉病的预防,对灰霉病的防止程度有限,亟待从果实自身基因层面进行防治。

7、2、与致病力相关的灰霉菌基因bcmet3和bcmet16及应用(cn111118039a),公开了与致病力相关的灰霉菌基因bcmet3和bcmet16及其在防治灰霉病中的应用,发现bcmet3和bcmet16是影响灰霉菌致病的重要基因,通过敲除这两个基因可显著降低灰霉菌的侵染能力。两个基因可以作为靶标在设计和筛选抗灰霉菌药剂或其他处理中应用,开发新型杀菌剂。该专利发现了灰霉菌中的两个重要致病基因,可用于开发新型杀菌剂,但由于灰霉菌自身的容易变异的特点,杀菌剂的长期使用可能会使其产生抗药性,仍存在改进空间。

8、3、一种与稻瘟病抗性相关的mirna、相应的前体与应用(cn111118005a),公开了一种与稻瘟病抗性相关的mirna-t21,鉴定并证实了其可以通过抑制oscys1及ospao4的表达以调控半胱氨酸的合成和h2o2的积累,从而负调控稻瘟病抗性。但在葡萄中抗病相关的mirna资源并不多见,仍值得充分挖掘并深入探究。

9、通过对比,本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种灰霉病相关的葡萄mir395基因及其靶基因aps1和应用。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

3、一种灰霉病相关的葡萄mir395基因,所述葡萄mir395基因的核苷酸序列如seq idno.1所示;

4、seq id no.1所示的核苷酸序列由葡萄mir395基因及其上下游非编码序列共426个脱氧核糖核苷酸组成;在seq id no.1所示序列中第140位至226位的脱氧核糖核苷酸为mir395基因转录序列;第196位至216位脱氧核糖核苷酸为mir395基因的成熟序列;其余部分序列是上下游非编码序列。

5、如上所述的葡萄mir395基因在葡萄抗灰霉病育种和/或转基因新品种培育中的应用。

6、如上所述的葡萄mir395基因在葡萄抗灰霉病的调控方面中的应用。

7、进一步地,所述调控为通过调控葡萄mir395基因的表达水平能影响葡萄对灰霉菌的抗病性。

8、进一步地,所述葡萄mir395基因通过抑制靶基因vvaps1的表达以调控硫酸盐的积累从而负调控灰霉病抗性。

9、过表达如上所述的葡萄mir395基因在提高葡萄灰霉病抗性方面中的应用。

10、如上所述的葡萄mir395基因的调控位点aps1,所述调控位点aps1为葡萄mir395基因的靶基因,其序列如seq id no.2所示;

11、seq id no.2所示的核苷酸序列由aps1(vit_05s0020g04210)基因及其上下游非编码序列共4294个脱氧核糖核苷酸组成;在seq id no.2所示序列中第486位至506位脱氧核糖核苷酸为mir395基因调控的靶位点。

12、如上所述的葡萄mir395基因的调控位点aps1在葡萄抗灰霉病育种和/或转基因新品种培育中的应用。

13、如上所述的葡萄mir395基因的调控位点aps1在葡萄果实中硫酸根离子积累方面中的应用。

14、进一步地,所述调控位点aps1在葡萄果实中硫酸根离子积累具有负调控作用。

15、本发明取得的优点和积极效果为:

16、1、本发明发现并开发了葡萄mir395基因的调控位点为aps1(vit_05s0020g04210)基因的第486位至506位脱氧核糖核苷酸,并且切割位点为第497位脱氧核糖核苷酸,这一新的调控位点,为抗灰霉病葡萄和特定性状育种的葡萄提供了新的基因资源。

17、2、本发明中葡萄mir395基因能通过调节葡萄果实硫酸根离子的积累,从而增强果实对灰霉菌的抗病性。

18、3、本发明通过对葡萄mir395基因的生物学功能研究,发现其在葡萄抗灰霉病中发挥重要调控作用,通过调控葡萄mir395的表达水平能影响葡萄对灰霉菌的抗病性。过表达该mirna能显著提高灰霉病抗性,可结合crispr/cas9基因编辑技术对mirna及其靶基因aps1进行定点编辑以提高葡萄的灰霉病抗性。

19、4、本发明发现葡萄mir395通过抑制靶基因vvaps1的表达以调控硫酸盐的积累从而负调控灰霉病抗性。



技术特征:

1.一种灰霉病相关的葡萄mir395基因,其特征在于:所述葡萄mir395基因的核苷酸序列如seq id no.1所示;

2.如权利要求1所述的葡萄mir395基因在葡萄抗灰霉病育种和/或转基因新品种培育中的应用。

3.如权利要求1所述的葡萄mir395基因在葡萄抗灰霉病的调控方面中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:所述调控为通过调控葡萄mir395基因的表达水平能影响葡萄对灰霉菌的抗病性。

5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:所述葡萄mir395基因通过抑制靶基因vvaps1的表达以调控硫酸盐的积累从而负调控灰霉病抗性。

6.过表达如权利要求1所述的葡萄mir395基因在提高葡萄灰霉病抗性方面中的应用。

7.如权利要求1所述的葡萄mir395基因的调控位点aps1,其特征在于:所述调控位点aps1为葡萄mir395基因的靶基因,其序列如seq id no.2所示;

8.如权利要求7所述的葡萄mir395基因的调控位点aps1在葡萄抗灰霉病育种和/或转基因新品种培育中的应用。

9.如权利要求7所述的葡萄mir395基因的调控位点aps1在葡萄果实中硫酸根离子积累方面中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于:所述调控位点aps1在葡萄果实中硫酸根离子积累具有负调控作用。


技术总结
本发明属于基因技术领域,公开了一种灰霉病相关的葡萄miR395基因,所述葡萄miR395基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明发现并开发了葡萄miR395基因的调控位点为APS1(VIT_05s0020g04210)基因的第486位至506位脱氧核糖核苷酸,并且切割位点为第497位脱氧核糖核苷酸,这一新的调控位点,为抗灰霉病葡萄和特定性状育种的葡萄提供了新的基因资源。

技术研发人员:李莉,袁和茂,班兆军,罗自生
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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