[发明专利]黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX7及其在增加活性氧及抑制茉莉酸信号通路中的应用

说明书

本发明涉及一种黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX7及其在增加活性氧及抑制茉莉酸信号通路中的应用。本发明黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX7的编码区序列如SEQ NO.1所示，黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX7序列中的ALWL结构域和CCMC酶活性位点用于抑制茉莉酸信号通路；过表达转基因植株负调控对灰霉病的抗性。本发明将植物中所述基因CsGRX7进行过表达使植物的活性氧更容易激发，茉莉酸信号通路受抑制而对病害更易感，在田间栽培可将其作为易感的标记植物，及时对其进行病害感染的田间观察，根据其病害进程及时进行病害防治；相应的，若进行降低该基因的表达使植物获得较强的抗性，并进行抗病种质培育的应用。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种黄瓜谷氧还蛋白基因CsGRX7及其在增加活性氧及抑制茉莉酸信号通路中的应用。

背景技术

灰霉病由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)引起，常常由幼嫩的开花部位进行侵染，尤其是环境湿度大时病原菌累积，导致幼果从开花的部位感病，从而造成化瓜。黄瓜(Cucumis sativus L.)作为一种喜温类蔬菜，由于其喜温怕寒的特性，多在设施中进行栽培，但设施中较高的湿度和温度极易造成灰霉病的发生与蔓延，且连年种植也极易引起病原菌的积累，从而造成严重的连作障碍。

随着设施黄瓜栽培的快速发展和栽培面积的扩大，低温高湿的环境条件使灰霉病的发生越来越严重。在对灰霉病等真菌性病害的反应中，一些关键的调控基因在应对病原菌侵染和防御反应中起非常重要的作用，在病原菌侵染过程中，它们通过调控关键基因编码的蛋白氧化还原状态的改变、活性氧的诱导以及关键信号通路的调节等，积极参与对病害的防御反应，使植物表现为对病害敏感或者抗病。尤其通过对病害的防御反应，使植株对病原菌的侵染表现出敏感反应，诱导植物的防御反应或者启动相应基因的表达，从而正调控或者负调控病原菌侵染进程。因此，挖掘植物关键的调控基因，通过解析调控基因的功能从而明晰病原菌对植物的致病机理，对病原菌的侵染进行防御非常重要。

目前生产上灰霉病主要集中在幼嫩的开花部位进行侵染，环境湿度大时幼果易感病，从而造成化瓜。在发病初期，由于病害发病部位在开花部位，尤其是湿度大的时候容易发病，症状隐藏，难以观察，等病害进程加快造成化瓜时，再进行防治就会太晚。因此，随着人们对病害潜在机制了解的日益深入，利用易感植株作为标记植物对病害及时进行观察，或者利用基因敲除技术敲除易感基因降低其表达水平，培育灰霉病抗病种质。黄瓜灰霉病的抗病育种研究及品种创制进展较为缓慢，因此，明确黄瓜对灰霉病抗性反应的机理，提高和改良黄瓜灰霉病的抗病性，对黄瓜抗病种质创制具有重要的理论和实践意义。

近年来，越来越多的证据表明植物CC型谷氧还蛋白基因对植物氧化还原调节及信号通路的调控方面发挥了重要作用。谷氧还蛋白(GRX)是广泛存在于原核和真核生物一类小分子蛋白，可通过巯基(-SH-)与二硫键(-S-S-)形式之间的交换来参与机体在各种环境下复杂的蛋白质氧化修复和调节过程，从而实现对蛋白功能的调控。CC型是陆生植物中所特有的一类谷氧还蛋白，具有多种生物学功能，如参与氧化应激及细胞凋亡、花器官发育、响应干旱及盐等非生物胁迫，以及植物抗病反应等。但黄瓜中的CC型谷氧还蛋白如何参与黄瓜防御灰霉病等问题人们还不甚明了，关于它在参与调控相应的信号通路中的作用还不清楚，因此，研究黄瓜谷氧还蛋白基因在灰霉胁迫下是如何发挥作用的，其关键结构域对于信号通路调控的作用等，有助于人们明确谷氧还蛋白参与的氧化还原调控机制，能够进一步了解黄瓜在抵御灰霉侵染进程中的信号转导机制，从而为黄瓜的病虫害防治及抗病育种等研究奠定基础。

发明内容