[发明专利]HY5基因在调控植物对病虫害胁迫抗性中的应用

说明书

本发明公开了HY5基因在调控植物对病虫害胁迫的抗性中的应用，属于生物技术领域。所述HY5基因的编码序列如SEQ ID NO.1所示或与SEQ ID NO.1所示序列具有至少70％同源性且编码的蛋白在功能上等价。本发明首次公开HY5基因在植物对土传病虫害尤其是根结线虫抗性中的调控作用，剖析植物防御根结线虫的响应机制，为综合运用生理生化和环境调控等方法提高植物对根结线虫的抗性提供更完善的理论依据，对于研发环境友好型的根结线虫高效防控技术、减少农药使用和保障食品安全等方面具有十分重要的实践价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及HY5基因在调控植物对病虫害胁迫尤其是根结线虫的抗性中的应用。

背景技术

近年来，我国设施蔬菜产业迅猛发展，然而，设施复种指数增加造成连作障碍频发，现已成为蔬菜产业可持续发展的瓶颈。土传病虫害是导致连作障碍的重要因素，其中根结线虫因其生活史短和繁殖方式灵活等特点在生产上防治困难，对设施蔬菜发展造成巨大经济损失。

根结线虫危害植株根部，使寄主细胞发生病变，形成根结，造成植株吸收水分和营养的能力下降，导致地上部分生长缓慢，产量低下，提前死亡。目前世界范围内已报道的根结线虫种类有90余种，据统计，危害最严重的是南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、爪哇根结线虫(Meloidogyne javanica)、花生根结线虫(Meloidogyne arenaria)和北方根结线虫(Meloidogyne hapla)4种[Moens M等，“Meloidogyne species-a diverse groupof novel and important plantparasites.”Root-Knot Nematodes，2009，1，1-17]，其中南方根结线虫是我国危害面积最大的寄生性线虫。

番茄(Solanum lycopersicum L.)是世界上消费量最大的茄果类蔬菜之一，种植范围广泛，在设施蔬菜中占有重要地位。随着我国番茄设施栽培面积的不断扩大，重茬生产造成的土传病害日益严重，尤其番茄对根结线虫高度敏感。目前，在设施番茄生产上，综合应用农业、化学、物理和生物等措施进行根结线虫防治，但是不能从根本上制约其危害。

基于此，剖析根结线虫的抗性机制，发掘抗性基因对于绿色高效防控技术的研发等具有重大的科学和现实意义。

为了应对寄生性病原物的侵染，植物已经进化出两个水平的病原物识别机制以触发相应的免疫反应。其一，病原相关分子模式激发的免疫反应(PTI)，是指病原物表面的相关分子模式物质(PAMPs)刺激植物细胞膜上的模式识别受体(PRRs)，诱导植物产生防卫反应[Zipfel和Felix，“Plants and animals:a different taste for microbes？”CurrOpinPlant Biol，2005，8，353-360]。蛔苷是迄今为止唯一被发现的线虫相关分子模式物质(NAMPs)，其中ascr#18是根结线虫分泌最丰富的蛔苷[Jeong PY等，“Chemical structureand biological activity of the Caenorhabditis elegansdauer-inducingpheromone.”Nature，2005，433，541-545]，可以成功激活番茄的免疫反应，然而，由于ascr#18人工合成困难，成本高昂，在农业生产上并未得到有效推广。

其二，由效应因子触发的免疫反应(ETI)，是指植物细胞中的抗病蛋白R蛋白识别病原物分泌的效应蛋白，特异性地激发植物的防卫反应。番茄中合成抵御根结线虫的R蛋白编码基因是Mi-1[Vos P等，“The tomato Mi-1gene confers resistance to both root-knot nematodes and potato aphids.”Nature Biotechnology，1999，16(13)，1365-1369]，但由于Mi-1基因存在温敏性，当温度超过28℃时，植株的线虫抗性消失，降低了其在设施番茄栽培生产中的应用价值。