[发明专利]一种植物抗病基因NtWRKY50及其在烟草抗青枯病中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及作物病害防治技术领域，尤其涉及一种植物抗病基因NtWRKY50及其在烟草抗青枯病中的应用。

背景技术

青枯病是由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum；青枯菌)引起的土传维管束病害。青枯菌是全世界最具破坏性的植物病原菌之一，在十大植物致病细菌中排名第二。青枯菌侵染50多个科，超过450种植物，包括茄科作物，香蕉、花生、姜、观赏植物和林木，其中茄科作物主要以番茄、马铃薯、烟草、辣椒为代表，并且新的品种、新的寄主还不断被报道。由于其广泛的宿主范围和地理分布，在世界范围内造成严重经济损失(15％～95％)，以热带地区发展中国家最为严重，是许多农作物及经济作物生产上的重要限制因子。仅在马铃薯上，全球每年损失10亿美元(Elphinstone，2005#1088)。温室效应导致的气温升高，使其分布范围向更高纬度的地区扩展。由于缺乏有效根除措施，污染土地连续生产以及病原具有在潮湿土壤、水池、植物残体或者无症状杂草宿主上生存多年的能力，此病害一直难以防治。目前防治青枯病的主要方法是使用化学农药和农业措施，但是由此带来诸多问题，如污染环境，诱导病原菌产生抗性等。因此，抗病品种的应用尤为重要。

植物抗病性反应机制十分复杂多样，植物与病原物的互作，抗病信号的转导及防卫反应的发生过程中存在着一系列的调节因子和基因，并形成复杂的调控网络。信号分子可以通过不同的途径产生,同一病原也可能激发不同的抗病信号。近年来，国内外不少研究者正致力于寻找与抗病有关的基因和抗病机制的研究，各种转基因抗病植株相继建成并应用到农业生产中。植物抗病机理的研究以及植物基因工程技术的应用不但为农作物品种的改良开辟了一条新的途径，同时还为还将对保护环境和维持生态平衡提供新思路，具有特别重要的研究意义和广阔的应用前景。

近年来，越来越多的证据表明，一些WRKY转录因子在植物中过表达或沉默时可以影响抗病性。拟南芥作为模式作物，其WRKY蛋白的研究成果最多，已经证实WRKY蛋白是植物抗性的负调控因子，如拟南芥AtWRKY4(Lai,2008#620)、AtWRKY27(Mukhtar,2008#624)、AtWRKY11/17(Journotcatalino,2006#1557)和AtWRKY48(Xing,2008#1567)。也有研究发现拟南芥WRKY蛋白正调植物抗性，如AtWRKY75(Encinas-Villarejo,2009#1569)和AtWRKY3/4(Lai,2008#1555)以及3个部分功能冗余的WRKY基因，AtWRKY18、AtWRKY40和AtWRKY60(Xu,2006#348)。

此外，还发现多个WRKY转录因子调节植物对青枯菌的防御反应。例如，拟南芥R蛋白RRS1(AtWRKY52)通过特异性识别从青枯菌分泌的III型效应蛋白PopP2来激活ETI应答(Deslandes等人，2002；Deslandes等人，2003)。辣椒(Capsicum annuum)CaWRKY40和棉花(Gossypium hirsutum)GhWRKY39-1均可以增强烟草对青枯菌抗性或耐受性(Dang,2013#1333)、(Shi,2014#350)；相反，GhWRKY40(Wang,2014#351)、CaWRKY58(Wang,2013#361)、AtWRKY53(Hu,2008#530)以及AtWRKY27(Mukhtar,2008#1571)负调节植物对青枯菌的抗性。

本发明针对以上背景技术，研究基于以前的转录组数据，在烟草感染青枯病的过程中，鉴定到一个WRKY类似基因被显著诱导，核苷酸BLAST表明预测的WRKY类似基因与NtWRKY50具有100％相似性，命名为NtWRKY50。通过构建过表达和RNAi转基因烟草植株，进行抗性以及防御相关基因的表达测定，推测NtWRKY50可能参与烟草的防御反应，为植物抗青枯病的分子机理提供理论基础。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种植物抗病基因NtWRKY50及其在烟草抗青枯病中的应用，为利用基因工程手段培育抗青枯病烟草新品种提供了基因资源，具有重要的应用前景。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种植物抗病基因NtWRKY50，所述NtWRKY50基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。所述NtWRKY50基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。NtWRKY50基因能够显著提高植物青枯菌抗性能力。