[发明专利]一种HDA3基因在提高植物抵抗灰霉菌侵染中的应用

说明书

本发明公开了一种HDA3基因在提高植物抵抗灰霉菌侵染中的应用。本发明从番茄中分离和克隆到HDA3基因，构建了番茄HDA3基因的过表达载体pK7FWG2‑HDA3、重组菌株LBA4404‑pK7FWG2‑HDA3及番茄HDA3过表达植株，本发明通过实验证实过表达HDA3基因可以有效提高番茄抗灰霉侵染的能力。与野生型株系相比，过表达植株叶片上的病斑直径明显减小。qRT‑PCR结果表明过表达植株中的灰霉量较野生型植株中明显下降。本发明通过实验证实HDA3基因在提高番茄抗灰霉病方面具有潜在的应用价值，并为利用HDA3基因培育抗病植株奠定良好的理论和应用基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种HDA3基因在提高植物抵抗灰霉菌侵染中的应用。

背景技术

番茄是我国重要的经济作物，由半知菌亚门葡萄孢属的灰葡萄孢真菌（又名灰霉菌）引起的番茄灰霉病是番茄生产中的重要病害之一，是威胁番茄生产的一种毁灭性的腐生型真菌性病害。灰葡萄孢不仅侵染番茄的果实，还会侵染番茄的茎、叶、花等不同的部位，且传播速度快，严重影响番茄的产量和经济效益。灰葡萄孢还有易变异和多型性的特点，容易受环境和寄主的影响而产生新的变异。目前对番茄灰霉病的防治主要是化学防治和农业防治，但防治效果均不理想，因此需要深入研究植物的的抗病机制及其与病原互作的分子机制，为通过基因工程手段控制番茄灰霉病的发生提供依据，从而为番茄灰霉病的防治提供新的思路。

组蛋白的乙酰化修饰是一种可逆而且高度调控的蛋白质翻译后修饰方式，它主要发生在组蛋白赖氨酸残基的ε-NH2位，此可逆的动态修饰由组蛋白乙酰基转移酶（HATs）和去乙酰化酶（HDACs）调控，共同控制染色质各区域核心组蛋白的乙酰化程度，从而引起染色质结构改变及基因转录活性变化。

目前，真核生物中的去乙酰化酶HDACs分为三大家族：一类是依赖于Zn²⁺的去乙酰化酶，该家族成员在二级结构上与酵母的RPD3/ HDA1 蛋白表现出极大的相似性；一类是与NAD⁺有关的酵母SIR2 的同源蛋白，主要包括SIRTⅠ～Ⅶ 7 个SIRT 家族成员。在植物中还存在一类植物特有的去乙酰化酶家族HD家族，该家族并未在酵母或者动物体内发现。这些基因分别定位于细胞核、细胞质、线粒体及其他细胞器，负责组蛋白及非组蛋白的乙酰化修饰，从而参与植物的生长、发育、抗逆等各个方面的调控。如拟南芥HDA6参与DNA甲基化的维持和光信号途径，HDA7参与种子萌发、植物生长、雌配子体发育与胚胎形成各个方面。

番茄HDA3基因属于RPD3/ HDA1家族，定位于番茄细胞核。到目前为止，关于该基因的研究不多，有报道该基因为番茄果实成熟和类胡萝卜素累积的负调因子，但是有关该基因在植物抗病过程中的作用没有任何报道。因此，克隆和解析调控番茄抗病的新基因，对进一步了解和完善番茄抗病，并为利用转基因方法进行分子育种、新品种的培育奠定良好的理论和应用基础。

发明内容

本发明提供了一种HDA3基因在提高植物抵抗灰霉菌侵染中的应用。本发明从番茄中分离和克隆到HDA3基因，构建了HDA3基因过表达载体pK7FWG2-HDA3并利用农杆菌介导的转基因方法构建了转基因植株，并且证实了HDA3基因可以有效提高番茄抵抗灰霉菌侵染的能力。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：