[发明专利]番茄青枯病抗性基因Slα-KGDH E2及其应用

说明书

本发明公开了一种番茄青枯病抗性基因Slα‑KGDH E2及其应用。Slα‑KGDH E2编码α‑酮戊二酸脱氢酶E2亚基，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，该基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO:2所示。该基因的表达量下降或部分碱基突变均可使番茄植株丧失对番茄青枯病的抗性。抗病植株中接种青枯菌后，Slα‑KGDH E2基因表达量较对照显著提高；功能验证表明Slα‑KGDH E2基因在番茄对青枯菌抗性中具有关键的正向调控作用，可以通过超量表达Slα‑KGDH E2基因提高番茄对青枯病抗性，其为番茄抗病新品种的选育提供了新途径，因而有良好的应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及番茄抗青枯病基因Slα-KGDH E2及其应用。

背景技术

青枯病是由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum E.F.Smith)引起的细菌性维管束组织病害，主要通过土壤传播，通过根系侵染植株从而进入木质部，造成叶片萎蔫乃至整株死亡。青枯菌是世界上最具破坏性的植物致病菌之一，主要发生于热带、亚热带和一些暖温带地区，其地理分布广、生理小种多且致病力极强，能感染包括番茄、马铃薯、烟等主要农作物在内的50多科200多种植物，导致蔬菜作物严重减产甚至绝收，堪称“植物癌症”。此外，由于全球气候变化引起气温升高，植物细菌性、真菌性、病毒性病害的严重程度将会大大增加，同时将对我国农业生产造成巨大威胁。

番茄(Solanum lycopersicum L.)是茄科番茄属一年生或多年生植物，是世界上栽培最普遍、消费量最大的蔬菜作物之一。近年来，随着设施蔬菜的种植面积不断扩大，茄科青枯病在我国南方设施栽培生产中常见、易发且传播迅速，长期、高密度重茬连作为该病原菌的积累、生长、繁殖和传播提供了有利条件，严重影响了茄科蔬菜的产量和品质。青枯病已成为番茄生产的重要限制因素，造成严重的经济损失。

目前，防治青枯病的主要途径包括选育抗病品种、田间管理、作物轮作，生物防治、抗病基因修饰和化学防治等。然而，迄今为止尚未研发出可应用于生产的高效、低毒且无污染的化学或生物杀菌剂，一些方法例如水旱轮作等虽然可以有效控制青枯病发展，但大多因费时费力成本高，难以大规模推广应用。目前预防和控制青枯病最有效的方法是利用现代分子技术加快选育和推广抗病品种，而在我国番茄抗青枯病分子育种进展十分有限。

植物中存在一些具有天然青枯病抗性的种质资源，随着转基因育种、分子标记辅助育种等生物技术抗病育种的应用越来越广泛，挖掘天然抗病资源中的抗性基因对抗病育种具有重要作用。随着高通量测序技术、现代分子生物学和生物信息学的快速发展，越来越多的植物基因组测序完成，大大推动了抗病基因的定位与功能研究进程，让大规模筛选、快速定位青枯病抗性基因成为可能。受植物品种和菌种多态性影响，在番茄抗青枯病研究中尚未鉴定出具有明确青枯病抗性的基因，因此挖掘、鉴定抗性基因将丰富抗病基因资源，同时为利用遗传工程技术结合传统育种技术培育番茄抗青枯病优良新品种提供基础。

发明内容

本发明的目的是针对上述青枯病抗性基因资源和抗病分子机理研究的不足，提供番茄青枯病抗性相关基因Slα-KGDH E2，以及该基因在番茄抗青枯病反应中的关键作用与应用潜力，为青枯病抗病机理研究和抗病品种选育提供新的思路和方法。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

1.首先利用BSA-Seq和RNA-seq技术进行主效抗性基因的遗传定位和转录组分析，鉴定得到可能参与抗病过程的差异表达基因。进一步通过荧光定量PCR进行病原菌接种前后的基因表达分析，筛选得到候选基因Slα-KGDH E2，所述Slα-KGDH E2基因核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。