[发明专利]抗病基因Sw-5b人工改良突变体及其应用

说明书

抗病基因Sw‑5b人工改良突变体及其应用，该突变体为33位亮氨酸突变成脯氨酸，319位赖氨酸突变成谷氨酸，927位精氨酸突变成丙氨酸或谷氨酰胺，其余氨基酸位点保持不变，且三个氨基酸位点同时突变。本发明获得的Sw‑5b^{L33P/K319E/R927A}与Sw‑5b^{L33P/K319E/R927Q}两种突变体，该突变体对TSWV野生型及两种病毒田间变异株系TSWV^C118Y、TSWV^T120N均具有抗病性，为TSWV田间抗性突破变异株系的防控提供了有效的抗病材料。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及抗病基因Sw-5b人工改良突变体及其应用。

背景技术

TSWV是布尼亚病毒目、番茄斑萎病毒科、正番茄斑萎病毒属的代表种。TSWV侵染范围广，能够侵染80个不同科的800多种植物。TSWV在番茄叶片上导致黑色斑点的出现，同时也会导致叶片尖端枯死，单侧生长及发育迟缓等症状。TSWV在侵染早期可能会导致番茄无法结实；在侵染晚期导致果实上出现同心圆的斑点。

目前，防治TSWV最为有效的手段是选育抗病品种。来源于秘鲁番茄的抗病基因Sw-5b对TSWV具有良好的抗病作用。除TSWV外，Sw-5b对正番茄斑萎病毒属中的番茄褪绿病毒、凤仙花坏死斑萎病毒等美洲型病毒也具有良好的抗病毒效果。

随着携带Sw-5b抗病基因的抗病品种长期推广使用，田间逐渐产生能够克服Sw-5b介导的抗病性的TSWV变异株系（以下简称抗性突破型病毒株系）。2003年，抗性突破型病毒株系首次在西班牙田间发现，之后陆续在意大利、美国加利福尼亚州等地出现。其中，2016年，在美国加利福尼亚州的TSWV抗性突破型株系发病率约为50-80%，造成严重的经济损失。2011年Carmelo Lopez等研究发现TSWV抗性突破型株系主要分成两类，一类是TSWV移动蛋白NSm的118位半胱氨酸突变成络氨酸，即NSm^C118Y；另一类是TSWV移动蛋白NSm的120位苏氨酸突变成天冬氨酸，即NSm^T120N。目前，对于这两种抗性突破型病毒株系并没有有效的防治手段。由于抗番茄斑萎病毒属病毒的作物种质资源与品种匮乏，因此通过人工筛选手段对抗病基因Sw-5b进行改良设计获取新的抗病基因资源显得尤为重要。

结合当前抗病基因Sw-5b对TSWV NSm识别机制和抗病基因人工改良设计方法的前沿研究进展，通过对Sw-5b进行精确地人工分子设计和改良，赋予该抗病基因对番茄斑萎病毒田间变异株系新的抗病性。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对上述技术问题，提供抗病基因Sw-5b的人工改良突变体及其应用。两种Sw-5b突变体（Sw-5b^{L33P/K319E/R927A}与Sw-5b^{L33P/K319E/R927Q}）对TSWV 野生型及两种病毒田间变异株系TSWV^C118Y、TSWV^T120N均具有抗病性。

技术方案：抗病基因Sw-5b人工改良突变体， 33位亮氨酸突变成脯氨酸，319位赖氨酸突变成谷氨酸，927位精氨酸突变成丙氨酸或谷氨酰胺，其余氨基酸位点保持不变，且三个氨基酸位点同时突变。

上述抗病基因Sw-5b人工改良突变体之一，氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

上述抗病基因Sw-5b人工改良突变体之二，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种编码基因，其编码上述突变体。

含有上述编码基因的载体。