[发明专利]番茄SlSWEET5b基因在防御南方根结线虫中的应用

说明书

本发明公开了番茄SlSWEET5b基因在防御南方根结线虫中的应用。本发明提供了SlSWEET5b蛋白或其相关生物材料在调控植物对根结线虫抗性中的应用；所述相关生物材料为能够表达所述SlSWEET5b蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。本发明通过病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术获得番茄SWEET5b沉默株系，在接种南方根结线虫后发现其对根结线虫具有一定的抵抗能力，显著影响到根系的根结指数。本发明丰富了番茄调控根结线虫抗性的相关基因，为番茄育种和在生物逆境中提高产量提供参考。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及番茄SlSWEET5b基因在防御南方根结线虫中的应用。

背景技术

根结线虫(Meloidogynespp.)是威胁世界农业生产的一类植物病原线虫，根结线虫可寄生于多种农作物的根系，其分布范围广，是严重危害农业生产的一种土传病害，每年造成全球农作物高达千亿美元的经济损失。目前已报道近百种根结线虫种，能够寄生的植物种类超过3000种，最常见的种类是南方根结线虫(M.incognita)、爪哇根结线虫(M.javanica)、花生根结线虫(M.arenaria)和北方根结线虫(M.hapla)。其中南方根结线虫在多数省份均有报道，为优势种。目前，我国大部分省市，如广东、福建、海南、云南、江西、湖北、河南、黑龙江、辽宁、安徽、贵州、北京、江苏、山东、浙江、陕西等，都有过该类线虫发生和危害的报道。该病害发生后，植物受害严重，一般减产10％左右，严重的高达75％以上，甚至绝产。目前根结线虫的防治方法较多，主要采用化学防治、生物防治、农业措施以及种植抗性品种等策略，还有物理方法、化学方法、生物方法及将几种方法联合起来的综合防治策略。鉴于化学方法见效快，生产中历来以化学杀线剂为主，但其对环境污染严重，破坏生态平衡，且农药残留极大地降低了农产品质量，不利于农业的可持续发展。根结线虫的防治考虑到化学杀线虫剂残留对环境的影响，生物防治的效率和成本以及农业措施的局限性等多方面的因素，种植抗性品种是目前防治根结线虫最为经济有效的措施。

SWEET(Sugars Will Eventually be Exported Transporter)基因家族是一类新型的糖转运蛋白，可顺浓度梯度对糖分进行双向跨膜运输。它在生物界分布广泛，SWEET其实是一个在原核生物、动物和植物中广泛存在的基因家族，但原核生物和动物中SWEET基因家族成员较少，高等维管束植物中数目较多，维管束植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、番茄(Solanum lycopersicum)、葡萄(Vitisvinifera)、大豆(Glycine max)分别含有17、21、23、29、17和52个SWEET基因。另外，同一植物不同SWEET家族成员可能运转不同的糖，如拟南芥17个SWEET基因家族成员大多数具有转运蔗糖或葡萄糖的功能，AtSWEET2转运2-脱氧葡萄糖，AtSWEET17转运果糖，而AtSWEET11、-12和-16同时具备转运蔗糖、葡萄糖和果糖的功能。光合产物在叶片中合成后，通过韧皮部装载、长距离运输和库器官的韧皮部卸载，实现光合产物在源、库器官间的转运和分配。尽管对SWEET基因家族开展研究的时间不长，但现有的结果已经表明它们通过调控植物体内糖类化合物的运输、分配和贮藏，参与了植物生长发育的重要生理过程。

发明内容

本发明的目的是提供番茄SlSWEET5b基因在防御南方根结线虫中的应用。

第一方面，本发明要求保护SlSWEET5b蛋白或其相关生物材料在调控植物对根结线虫抗性中的应用。

所述相关生物材料为能够表达所述SlSWEET5b蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。

在所述应用中，所述SlSWEET5b蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量降低，植物对根结线虫抗性提高。所述SlSWEET5b蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量提高，植物对根结线虫抗性降低。