[发明专利]利用AtALA1基因提高植物对禾谷镰刀菌抗性的方法

说明书

本发明涉及一种提高植物对禾谷镰刀菌的抗性的方法，其中通过将AtALA1基因整合进入目标植物，并使得所述AtALA1基因在目标植物中表达而降低禾谷镰刀菌毒素含量，提高植物对禾谷镰刀菌的抗性，所述AtALA1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.14所示。本发明利用植物对病原菌毒素的转运降解机制，显著降低植物体中的毒素含量，同时提高了对禾谷镰刀菌的抗性。因此，可以广泛应用于提高不同病原菌及其毒素的抗性，具有广泛的适用性。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。具体地说，涉及利用基因工程技术降低禾谷镰刀菌毒素的含量而提高植物对禾谷镰刀菌抗性的方法。

背景技术

水稻和玉米是世界三大粮食作物，是全世界食物及饲料的主要来源，其制品的安全性直接关系人类存亡。但这些禾谷类作物在其生长发育中常受到多种病原菌的浸染，不仅严重降低其产量与品质，经病原菌污染的籽粒常含有多种真菌毒素，严重危害人畜健康(Zhen,2010)。根据联合国粮农组织(FAO)估计，多达25％的世界粮食作物被真菌毒素污染，其中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON，也称为呕吐毒素)是最常见、最重要的镰孢菌毒素。DON最初由日本科学家Morooka和Yamamoto于1972年在感染赤霉病的大麦中分离得到(MorookaYamamoto,1972)。根据它能引发母猪拒食和呕吐的特征，将其定名为呕吐毒素(Vomitoxin,VT)，是一种B型单端孢霉烯族化合物，主要由禾谷镰孢(F.graminearum)和黄色镰孢(F.culmorum)产生，包括呕吐毒素(DON)以及其乙酰化形式：15-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON)和3-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)。2018年BIOMIN公司对全球霉菌污染风险进行评估的结果显示，在送检样品中有73％检测出了DON，检出率居于所有毒素的首位。而我国的送检样品中玉米、面粉、小麦还是麸皮及米糠，DON的阳性率均超过了98％，在猪饲料和禽饲料中DON的阳性率高达97％。

DON不仅危害农作物，被DON污染的食品或饲料进入人体或动物体内，还严重危害人畜健康(De Walleet al.,2010；Audenaert et al.,2014；Vidalet al.,2016)。DON具有很强的细胞抑制作用，可以抑制人和动物的免疫系统，主要是抑制蛋白质、DNA和RNA的合成、抑制线粒体的功能、影响细胞分裂和细胞膜的功能(Goyarts et al.,2007；Seeling etal.,2006；Valenta et al.,2005)。DON对人类和动物均具有毒性，可损坏人和动物的免疫系统，造成头晕、呕吐、腹泻、恶心以及流产等症状(De Walle et al.,2010；Audenaert etal.,2013；Pestka et al.,2004)。DON极易被人体吸收，误食了被污染的食物后会造成站立不稳，反应迟钝，猪食用了DON污染的谷物会出现拒食、呕吐及采食量下降等症状，严重时会产生流产等病症(Ebarbet al.,2018；Sayyari et al.,2018)，因此降低植物中的DON具有重要意义。