[发明专利]拟南芥植保素转运蛋白PDR8基因的应用

说明书

本发明公开了拟南芥植保素转运蛋白PDR8基因的应用。本发明通过实时定量PCR技术发现灰霉菌处理后的野生型拟南芥中的PDR8表达水平显著上升。本发明进一步通过功能学实验发现，PDR8的缺失会增加拟南芥对灰霉菌的敏感性，PDR8的过表达会增加拟南芥对灰霉菌的抗性，表明拟南芥植保素转运蛋白PDR8能够提高植物的抗病性。本发明提供的拟南芥植保素转运蛋白PDR8能够应用于提高植物对灰霉菌的抗病能力以及培育抗灰霉菌的转基因植物新品种。同时PDR8基因的启动子序列与GUS报告基因融合表达后可显示植物是否受到灰霉菌侵染，可应用于培育能显示植物是否受到灰霉菌侵染的转基因植物新品种。此外，植物抗病性的提高可以减少化学农药的使用，降低环境污染，可以应用于环境保护工程领域。

技术领域

本发明属于生物技术领域。本发明涉及一种拟南芥植保素转运蛋PDR8基因的应用。

背景技术

植物生长发育会受到外界生物因素（如病原微生物、害虫等）和非生物因素（如干旱、洪涝等）的影响，其中病原微生物的侵染是影响植物生长发育的主要生物因素。据报道，70%-80%的植物病害是由于植物被病原真菌侵染引起的，灰霉菌（Botrytis.cinerea）就是其中一类常见的植物致病病原真菌，属于腐生型真菌。已知灰霉菌可侵染包括重要的粮食作物和经济作物在内的1400多种植物，每年在全球范围内造成巨大的经济损失。因此，如何提高植物对灰霉菌的抗病性是亟待解决的问题。

化学农药在一定程度上可以控制病原微生物对农作物的侵染，但是起不到立竿见影的效果，尤其对灰霉菌的防治效果一般，而且化学农药的长期使用会导致灰霉菌产生耐药性。此外，化学农药的利用率约为10%，约90%的农药残留在环境中，因而化学农药的大量使用会对环境造成巨大的污染，进而影响人类健康。因此，提高植物对灰霉菌的抗病性可以减少化学农药的使用，降低环境污染，对保护环境和人类健康具有重要的意义。

当病原微生物侵染植物时，会诱发植物的先天免疫反应，从而激活一系列相关抗病性基因的表达，进而合成对病原微生物有杀灭或抑制作用的次生代谢物。植物的次生代谢物种类繁多、性质各异、功能也各不相同。如植保素是一类能够在病原微生物侵染部位及附近合成并积累的具有抗菌活性的低分子量的代谢化合物，主要含有酚类和萜类；ROS是活性氧分子簇，植物可利用自身产生的活性氧物质来抑制或杀死病原微生物，同时也可以通过ROS的大量积累来诱导细胞死亡，从而限制病原微生物进一步侵染植物；胼胝体是由无定形的多糖类物质积聚而成的一种聚合物，当植物感知到病原菌的侵染时，胼胝体就会在细胞壁处大量沉积，从而限制病原微生物进一步侵染植物。

ABC转运蛋白（ATP-binding cassette transporter protein）是一类跨膜蛋白质超家族，与植物激素、金属离子、脂质、代谢物和外源物质的运输密切相关，在植物的生长发育、抗重金属以及抗病过程中发挥着重要的调控作用。PDR家族是ABC超家族中的一个亚家族，在转运重金属以及提高植物对重金属的耐受性中发挥着重要的调控和运输作用，同时PDR家族的某些成员参与次生代谢物的转运，在植物的生长发育以及抗病过程中也发挥着重要的调控作用。如PDR1通过参与次生代谢物白藜芦醇的运输来提高植物的抗病性；PDR5通过参与一种抗虫害的次生代谢物的运输来避免该次生代谢物的大量积累对植物造成伤害；PDR8通过向质膜外运输Cd²⁺来提高植物对重金属Cd²⁺的耐受性，同时PDR8还可以通过参与生长素前体吲哚-3-丁酸的转运来调控植物生长发育。

目前有关拟南芥植保素转运蛋白PDR8在植物抗病过程中功能的研究还未见报道，因此本发明探寻到的拟南芥植保素转运蛋白PDR8对于提高植物对灰霉菌的抗病性将具有重要的意义。

发明内容