[发明专利]一种培育抗大豆花叶病毒转基因植物的方法

说明书

一种培育抗大豆花叶病毒转基因植物的方法，属植物生物技术领域。本发明提供的方法包括SEQ‑1所示的RNA片段或互补于该片段的序列。所述RNA片段可以干扰大豆花叶病毒的复制和运动，从而抑制大豆花叶病毒症状的发展。本发明还提供了一种培育抗大豆花叶病毒转基因植物的方法，包括如下步骤：在目标植物中表达所述RNA分子，获得对大豆花叶病毒抗性显著提高的转基因植物。本发明对于培育广谱抗大豆花叶病毒植物具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属植物生物技术领域，具体地，涉及一种培育抗大豆花叶病毒转基因植物的方法。

背景技术

大豆花叶病毒病(soybean mosaic virus, SMV)是由大豆花叶病毒引起的一类世界性大豆病害，也是我国各大豆主产区最重要的病害之一。SMV一般可造成大豆平均减产10-30%，严重年份和地区甚至造成大面积绝产。SMV还常常造成籽粒斑驳，严重影响大豆籽粒的外观品质和商品价值。在分类学上，SMV属马铃薯Y病毒科 (Potyviridae) 马铃薯Y病毒属 (Potyvirus)，主要通过受侵染的种子，蚜虫和机械接种方式传播。随着全球范围内大豆种质资源交流，新型病毒株系的出现和致病力强弱的变化，我国大豆抗SMV育种工作面临的形势也更加严重。由于化学防治困难且易造成环境安全等问题，生产上对大豆花叶病毒的防治主要依赖于抗SMV大豆品种的培育。研究表明，由于SMV 存在复杂的株系分化，大豆对SMV 的抗性又具有株系专化性，因此，寄主的抗性易随着病毒株系的变异而丧失，培育广谱、抗性持久的抗病品种也成为防治大豆花叶病毒病的根本途径。

RNA沉默（RNA interference，RNAi）是植物抵抗外来核酸（病毒、转座子等）入侵以保持自身基因组完整性的一种防御机制。病毒入侵寄主细胞后，其双链RNA（double-strandRNA, dsRNA）被植物DCL (Dicer-like)核酸酶加工为vsiRNA (virus short interferingRNA)，随后vsiRNA 与AGO 蛋白结合，降解与vsiRNAs 互补配对的长链病毒RNA，从而阻止病毒的进一步侵染。许多研究表明，在植物中表达部分病毒基因组序列片段，产生的dsRNA可以有效抑制病毒的侵染。在大豆抗SMV研究方面，Wang等将携带SMV 3’-UTR的外壳蛋白基因CP导入大豆，其中2个转基因株系对SMV抗性水平较受体品种显著提高。Furutani 等将SMV-CP基因导入大豆，接种鉴定结果表明，转基因大豆植株对SMV侵染具有较高的抗性水平。分析表明，在转基因大豆的整个发育阶段，SMV-CP序列特异小RNA 只出现在真叶阶段，在后续生长阶段则没有表达。Zhang等和 Kim等将SMV-CP基因序列反向重复片段（invertedrepeat，IR）导入大豆，接种鉴定结果表明，转基因大豆能够有效抵御SMV的侵染，其抗SMV水平显著高于受体品种。最近，Gao等将参与转录后基因沉默（post-transcriptional genesilencing，PTGS)的负调控因子SMV HC-Pro基因IR片段导入大豆，接种鉴定表明，转基因大豆对SMV抗性显著提高。可见，利用宿主介导SMV编码基因RNAi沉默是提高大豆抗SMV的有效手段，更为重要的是，利用RNAi干扰技术为同时抗多种病毒及病毒不同生理小种提供了一条更为有效的技术途径。但目前已有的研究主要是通过RNAi介导SMV-CP或SMV-HC-Pro基因沉默提高大豆抗SMV水平，而对其他参与SMV侵染、复制、运动等过程关键基因RNAi沉默介导的SMV抗性研究则尚未见到相关报道。