[发明专利]miR319在培育抗灰霉病植物中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物育种，具体涉及miR319在培育抗灰霉病菌植物中的应用。

背景技术

番茄是世界上重要的经济作物之一，在很多国家都有种植，中国更是番茄的种植大国。灰霉病是近10年来危害番茄的主要病害之一，是由灰葡萄孢菌(Botrytis Cinerea)引起的一种世界性重要病害，主要危害果实，也可以危害叶片和茎等部位，发病后迅速传播^[1]。近年来，随着保护地番茄栽培面积的不断扩大，为灰霉病菌在土壤中的大量积累及侵染提供了有利的环境，特别是冬春季大棚内高温、高湿的气候条件，更有利于灰霉病的发生和流行，常导致番茄减产20％～40％，严重时可达60％以上^[2-3]。因此，番茄灰霉病的危害日趋严重，已成为保护地番茄产业发展的主要限制因素。

利用传统的育种方法和物种间的现有遗传基因通过基因重组技术来改良作物的抗病能力还存在很多局限，发展起来的转基因技术为改良作物的抗病性提供了新的途径，通过外源基因的导入和表达，可以提高许多转基因植物对生物胁迫的耐性。因此，寻求灰霉病菌侵染诱导基因，研究抗病基因的表达、调控和功能，是利用基因工程技术获得抗灰霉病转基因植物的前提，也是生产上亟待解决的突出问题。

近年来，国内外研究人员已经开始在番茄miRNA参与逆境胁迫应答调控领域展开了相关的研究^[4]。2010年，Gu等利用基因芯片技术发现番茄miR395、miR779.1、miR840和miR867在感染丛枝菌根的番茄叶片中特异性表达，而miR158、miR862-3p、miR319、miR394和miR399在感染丛枝菌根的番茄根部异常表达^[5]。2012年，Zuo等人通过高通量测序发现外源乙烯刺激下分别有5个miRNA在番茄果实成熟及软化的过程中上调而有3个下调^[6]。Feng等人分别在2009年和2011年对几种病毒感染引起番茄miRNA的差异表达进行了相关的研究，发现miR159、miR164、miR165/166及miR168等多个miRNA的表达受CMV或TAV病毒感染时而发生变化^[7-8]。Afsar等人在2010年发现番茄miR159/319和miR172可能参与番茄缩叶病毒侵染的应答反应^[9]。2012年，Chen等人利用miRNA microarray技术对两种花叶病毒(CMV和ToMV)感染引起番茄miRNA的表达谱进行研究表明，发现至少有80个以上的植物已知miRNA的表达受这两种病毒侵染的影响^[10]。2012年，Shivaprasad等人发现番茄miR482通过剪切(CC)-NBS-LRR类型的R基因产生的tasiRNA能够抑制番茄对细菌性叶斑病(P.syringae DC3000)的免疫系统^[11]。2012年，Jin等利用micorarray技术发现了3个miRNA在灰霉病菌侵染番茄过程中参与应答调控^[12]。2015年，Jin等利用高通量测序技术对灰霉病菌侵染应答相关的番茄miRNA进行了系统地识别分析，结果发现有65个miRNA在灰霉病菌侵染过程中表达异常，对其中的部分差异表达miRNA进行了实验验证^[13]。

以上研究成果均表明，miRNA可能在植物应答生物胁迫的过程中扮演着重要的角色，因此，识别抗病miRNA并研究其相应的抗病调控机制将有望帮助我们更加深入揭示植物抗并的调控网络，为将来人工培育抗病作物奠定理论基础。

目前已报道具有抗病相关的miRNA基因还不够多；这些抗病相关的miRNA基因通过转基因进行抗病性鉴定，发现很多不具有抗病性，或对转基因植物的抗病性提高不明显。

参考文献

[1]马治贤.温室番茄主要病害识别与综合防治技术.现代园艺,2013,5:95-96；

[2]武哲,孙蕾,刘彦彦,王家旺,张克诚.生物农药武夷菌素对保护地番茄灰霉病的防治效果.中国农学通报，2013,29:173-178；

[3]尉文彬,武玉环,张艳军,谢明.武夷霉素和枯草芽孢杆菌对温室番茄灰霉病的防效.北方园艺，2013,17:118-121；

[4]崔娟娟,栾雨时.番茄响应生物胁迫相关miRNA的研究进展.生命科学研究,2014,18:533-538；