[发明专利]GhMYB36基因在提高植物黄萎病抗性上的应用

说明书

本发明涉及赋予植物黄萎病抗性的GhMYB36基因及其应用，属于生物技术领域。GhMYB36基因是从陆地棉奥3503品种中获得的一个R2R3型MYB蛋白基因，该基因含有2个DNA结合域。GhMYB36转基因表达株的黄萎病抗病性明显增强，不仅可以延迟发病，并且平均发病率也大为降低。在病原菌接种后，对于落叶型黄萎病V991，转基因株系黄萎病抗病性明显增强。

技术领域

本发明涉及一个赋予植物黄萎病抗性的GhMYB36基因及其在植物抗黄萎病中的应用。

背景技术

棉花黄萎病为土传病害，可造成蕾、铃的大量脱落，发病严重时脱落成光杆，甚至死亡，使棉花减产20～60％，是中国棉花生产最主要病害。到目前为止，尚无有效的防治药剂，只能依靠种植抗病品种为主的综合防治措施(简桂良等, 2003；张保龙等，2012)。但我国近年来推广的棉花新品种多为感病或耐病，抗病品种的匮乏，致使该病的危害日益严重（简桂良等, 2003）。黄萎病抗性资源主要存在于亚洲棉和海岛棉等野生种质资源，但由于回交选择和杂交障碍，很难直接利用。

我国的棉花黄萎病主要是由大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）侵染引起的，该病广泛存在于世界各地区，是棉花最严重的土传真菌性维管束系统病害，被称为棉花的“癌症”。大丽轮枝菌以微菌核（microsclerotia）存在于土壤中，可存活达10年以上，受到根分泌物的刺激而萌发，形成的芽管侵染植物根部，在根部皮层的细胞间或细胞内生长，最终蔓延到木质部以及整个植株（Veronese P et al., 2003）。大丽轮枝菌为兼性寄生菌，有很明显的致病力分化，该菌是广谱寄生菌，能侵染二百多种植物，且其微菌核在无寄主的情况下，可以顺利越冬 (Klimes and Dobinson, et al., 2006)。

黄萎病严重威胁棉花、番茄等农作物产量与品质，已经成为农作物生产的重要限制因子之一。发掘和推广抗黄萎病能力强的品种一直是农业生产中的一个重要课题。但是抗黄萎病资源缺乏，是棉花抗黄萎病育种的主要限制。我国现存棉花品种资源中高抗黄萎病的资源多为海岛棉（G. barbadense L），如海岛棉品种H7124高抗落叶型和非落叶型黄萎病（朱龙付等, 2005）。虽然海岛棉抗性很好、植株高大、生长势强，但是其生育期很长、铃小、在我国大部分棉区不仅成熟晚、而且产量较低。另外，利用常规杂交育种方法将海岛棉中的抗性基因转入陆地棉，要进行大量的杂交，再进行多代回交和定向选择等育种方法，这需要很长时间和巨大的工作量，而植物基因工程的发展则为培育抗病品种提供了一条崭新的途径。通过对棉花黄萎病抗性机制进行多年分析，确认棉花基因组中可能存在多个抗病基因，这些抗病基因对不同的病原菌小种具有专一抗性。而Ve基因属于RLPs类基因，这类基因多以基因簇形式存在，这种结构特征为专一性识别病原菌小种提供条件。另外，棉花转基因方法的不断成熟完善为转基因育种提供了重要的保证，通过多基因转化或聚合育种，将多个抗性基因转化得到抗性更为良好可以应用于育种的核心种质，可以大大加快育种进程，是未来抗病育种的一个长期趋势。黄萎病病原菌变化多变异快，只有从抗性材料中分离出更多的抗性基因，才能为进一步研究其抗性机制并利用转基因创制抗性新种质成为可能。