[发明专利]杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18在植物抗干旱和炭疽病遗传改良中的应用

说明书

本发明公开了一种杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18在植物抗干旱和炭疽病遗传改良中的应用，属于基因工程技术领域。PbrATL18基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，通过在植物中超表达所述PbrATL18基因或提高所述蛋白活力，以提高植物抗干旱和/或炭疽病性能。本发明通过分别构建基因超表达拟南芥转化载体和基因沉默杜梨幼苗转化载体，获得阳性植株苗进行干旱和炭疽病处理，结果发现过表达E3泛素连接酶基因PbrATL18能够有效维持细胞内活性氧的平衡，保持细胞渗透势稳定，可显著提高植物抗旱和抗炭疽病性能，为梨树的高耐旱抗病育种提供新的思路。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及一种杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18在植物抗干旱和炭疽病遗传改良中的应用。

背景技术

梨在全球范围内广泛种植，在中国更是仅次于苹果和柑橘的第三大水果，种植面积非常广泛，形成了从东北到广西，云南到山东都有种植的“三区四点”产区布局模式。虽然梨种植面积广大且大部分梨园布局规划都比较合理，但是由于不同地区的环境因素差异、各种自然灾害的影响以及人类长期不合理的开发利用，我国的土地问题越来越严重，这对农业生产、粮食安全及各种果蔬和观景植物的种植构成巨大威胁，也使梨产业的发展面临盐碱，干旱，冻害，洪涝的影响。胁迫环境是限制植物生长的主要因素之一，胁迫分为非生物胁迫以及生物胁迫。在非生物胁迫中，干旱胁迫是一种危害性最大，危害范围最广泛的非生物胁迫之一。随着人口不断增长，过度开采活动导致水土流失和土地荒漠化越来越严重，这导致越来越多的耕地由于干旱而荒废。而在生物胁迫中，真菌感染是一种危害性极大的胁迫，真菌菌丝可以侵染进植物根、茎、叶以及果实中，造成巨大的经济损失。对于梨树作物，胶胞杆菌引起的梨树炭疽病是最广泛的真菌病害之一，在中国长江流域，每年夏季高温多雨的时候都会爆发炭疽病害，对梨树产量造成巨大危害。因此，急需通过育种手段获得耐旱抗病的梨树品种。

近几年采用基因工程手段促进生物和非生物胁迫抗性方面的报道逐渐增多，如：过表达NbATL60和StRFP1可以提高土豆和烟草对晚疫病的抗性。拟南芥ATL9蛋白可以受到几丁质的诱导，参与对生物营养真菌病原体—拟南芥白粉病的基础抗性。VpRH2可以与VpGRP2A(一种富含甘氨酸的rna结合蛋白)相互作用，在葡萄对抗白粉病的过程中发挥积极作用。拟南芥ATL78通过介导ABA依赖的气孔关闭，通过调节植物体内ROS稳态以提高植物抗旱性IbATL38可受到NaCl和ABA的强烈诱导，超表达IbATL38的拟南芥植株可以通过诱导一系列抗逆相关基因的表达，降低植株体内H₂O₂含量，从而提高植株耐盐性超表达PtXERICO拟南芥通过调节植物蒸腾失水能力，提高植物抵御高温和干旱的能力等。

然而，至今未见通过育种手段获得耐旱抗病的梨树品种的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18在植物抗干旱和炭疽病遗传改良中的应用，以解决上述现有技术存在的问题，本发明在植物中过表达杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18，可显著提高植物抗旱和抗炭疽病性能，为梨树的高耐旱抗病育种提供新的思路。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18在提高植物抗干旱和/或炭疽病性能中的应用，所述杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步地，所述杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18编码的蛋白的氨基酸序列如SEQID NO.2所示。

进一步地，通过在植物中超表达所述PbrATL18基因或提高所述蛋白活力，以提高所述植物抗干旱和/或炭疽病性能。

本发明还提供一种杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18的重组载体，所述重组载体是通过扩增引物扩增上述杜梨E3泛素连接酶基因PbrATL18后，将其连接插入超表达载体中得到的。