[发明专利]黄瓜CsDIR16基因及其在降低植物霜霉威农药残留中的应用

说明书

本发明公开了一种黄瓜CsDIR16基因及其在降低植物霜霉威农药残留中的应用，所述黄瓜基因CsDIR16的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，CsDIR16全长588bp，其编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示，共编码195个氨基酸，属于Dirigent‑like protein家族。本发明利用农杆菌介导的遗传转化方法转化黄瓜，获得转基因植株经生物学功能验证，表明本发明所克隆的CsDIR16基因或其编码的蛋白质具有降低植物霜霉威农药残留的功能，进而减少农药的投入，降低农业生产成本，促进农业产业高效发展，为实施绿色农业、有机农业提供新的遗传资源。

技术领域

本发明属于基因工程应用技术领域，涉及黄瓜CsDIR16基因及其在降低植物霜霉威农药残留中的应用。

背景技术

黄瓜作为世界蔬菜生产的重要栽培作物，因其味道清香、口感爽脆，深受人们喜爱，在市场消费中占有重要地位。然而黄瓜在生产过程中经常受到多种病害和虫害的危害，严重影响产量或者品质，其中黄瓜霜霉病的影响最为严重。霜霉威（propamocarb，PM）是一种可以有效控制黄瓜霜霉病的杀菌剂，主要以喷施方式进行防治，病害得到防治的同时，也会使霜霉威在黄瓜体内产生残留。近年来，随着生活质量的提高，人们越来越重视食品安全问题，尤其是农药残留。因此，黄瓜低农药残留性的研究，不仅可以有效减少农药使用量，降低生产成本，减少对环境的污染，还能更好地防止对人体健康的危害。

Dirigent蛋白最早是由Davin等在金钟连翅(Forsythia intermedia)中发现的，属于引导蛋白，可以捕获木质素单体的自由基，指导其形成多聚的木质素和寡聚的木酚素。木酚素可钝化破坏病原菌的膜系统、某些酶类以及细胞毒素，降低病原菌对植物细胞的毒害作用，还可以限制水分和营养的摄入杀死病原菌；木质素则可以强化植物细胞壁的木质化程度，增加细胞壁的机械强度，进而抑制植物病原菌的侵染。迄今为止，DIR蛋白对木酚素的立体选择性形成的作用仅在DIR-a类成员中得到体外实验的直接验证，主要在植物防御和抵抗昆虫和病原体侵害方面发挥作用，当植物被病原菌感染后，在感染部位的周围发生迅速的木质化反应，加强植物细胞壁的强度，抵御病原菌分泌的酶类物质的降解反应，增加植物细胞壁抗酶溶的能力阻止病原菌的入侵。DIR 基因不仅响应生物胁迫，还能快速响应干旱、高温、冷害以及高盐等非生物胁迫，且受到乙烯、ABA（脱落酸）、H₂O₂、SA（水杨酸）等的调控，说明DIR家族基因在抗逆方面具有普遍功能。响应非生物胁迫的DIR基因多数都属于DIR-b/d亚家族，复苏植物牛耳草中BhDIR1（DIR-b）快速地响应干旱、高温、冷害胁迫所诱导快速上调表达，受到乙烯，ABA，CaCl₂，EGTA，H₂O₂，SA 的调控。甘蔗中ScDir（DIR-d）在甘蔗应答干旱、高盐和氧化等非生物胁迫时起积极的作用，对H₂O₂的响应比较迅速。植物DIR基因应对环境因子的应答涉及到信号通路和应激反应，但其对非生物胁迫的响应机制仍然了解的还不多。

DIR转运蛋白基因在植物解毒代谢中起着重要的作用，参与多种抗逆反应，但是对于Cs DIR16降低植物体内霜霉威残留量的研究未见报道。

发明内容