[发明专利]普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白的编码基因PvEXO70及应用

说明书

本发明公开了一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白的编码基因PvEXO70及应用，其基因序列如SEQ ID NO.1所示。与现有技术相比，本发明获得了在普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病反应中发挥重要作用的PvEXO70基因，进而通过构建PvEXO70基因沉默载体，然后获得PvEXO70基因沉默菜豆植株，从而增强普通菜豆对镰孢菌枯萎病的抗病性。

技术领域

本发明涉及普通菜豆镰孢菌枯萎病防治领域，特别是一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白的编码基因PvEXO70及应用。

背景技术

普通菜豆(Phaseolus vulgaris L.)是最重要的食用豆类之一，约占全球食用豆类总产量的50％，是全球产量最高的食用豆类(Phillip et al.,2004)。普通菜豆是人类饮食中植物蛋白质(约22％)，维生素(叶酸)和矿物质(钙，铜，铁，镁，锰，锌)的重要来源(Broughton et al.,2003)，此外食用普通菜豆对癌症、糖尿病和心脏病等影响人类健康的重要疾病也有很好的预防和治疗作用(HangenBennink,2003)。

真核生物的内膜系统和质膜间的囊泡运输是由栓留因子(tethering factors)参与调节的。栓留因子能够与SNARE蛋白(soluble N-ethylmaleimide-sensitive-factorattachment protein receptor)和小GTPase相互作用，在囊泡运输过程中使囊泡和内膜区室联系起来，在囊泡的锚定和停靠过程中发挥重要的作用(SztulLupashin,2006；Cai etal.,2007；et al.,2010)。其中研究最为深入和进展最快的是胞泌复合体(Exocyst)。胞泌复合体由SEC3、SEC5、SEC6、SEC8、SEC10、SEC15、EXO70和EXO84组成，这8个亚基在真核生物中保守存在(TerBush et al.,1996)。目前的研究表明，植物的胞泌复合体在植物的生长发育过程(Fendrych et al.,2010；Kulich et al.，2010；Wang et al.,2010)和防御系统(Pecenkova et al.,2011；Liu et al.,2017；Ma et al.,2017；Fujisakiet al.,2015)中起到重要的作用。拟南芥胞泌复合体EXO70亚基广泛参与了与膜泡转运有关的生物学过程，如细胞顶端生长、细胞壁和细胞基质的形成、植物抗病性等。杨柳(2016)研究表明，拟南芥EXO70亚基突变体表现出细胞自发性死亡和白粉菌抗性的增强等表型，其抗性依赖于SA信号通路，而不依赖于茉莉酸和乙烯信号通路，EXO70突变后可以激活非典型R蛋白TN2(TIR-NBS2)，诱导的活性氧爆发，引发免疫反应。拟南芥EXO70突变体叶片细胞出现程序性死亡的现象，这表明EXO70基因突变诱发寄主过敏反应，增强自身免疫力，从而提高寄主对外源病原体的防御能力(Stegmann et al.,2013)，病原菌与寄主互作过程中通过效应蛋白识别EXO70亚基，从而干扰植物胞泌过程，寄主则通过TIR-NBS2蛋白分子监测EXO70亚基的完整性激发寄主的抗病应答反应(Zhao et al.,2015；Liu et al.,2017)。此外，EXO70亚基参与拟南芥对Pseudomonas syringae pv.maculicola和Blumeria graminisf.sp.hordei侵染的防御响应，在与寄主抗性密切相关的细胞壁形成过程中起到重要作用(Pecenkova et al,2011)。由此可见，植物胞泌复合体EXO70亚基参与植物抗病性相关生物学过程。

植物细胞胞泌过程内存在一个复杂的信号调节网络，参与植物生长发育和防御反应过程。胞泌复合体蛋白作为参与细胞胞泌过程中的重要因子起到了关键作用。EXO70基因参与植物抗病反应的相关报道仍然还主要集中在模式植物上，但胞泌复合体组成亚基作为调控植物抗病水平关键基因的重要地位是毋庸置疑的。目前，关于普通菜豆EXO70基因的挖掘和抗病性遗传分析等研究在世界范围内还是空白。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白的编码基因PvEXO70及应用。