[发明专利]4CL基因在抗大豆胞囊线虫中的用途

说明书

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种4CL基因在抗大豆胞囊线虫中的用途。经过试验证明，4CL基因家族中Gm4CL1、Gm4CL2在接种SCN后不敏感；而Gm4CL3、Gm4CL4在接种SCN后比较敏感，Gm4CL3、Gm4CL4位于细胞质膜，且转化Gm4CL3的细胞壁加厚，推测Gm4CL3通过调控细胞壁抗性参与大豆胞囊线虫的胁迫。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域领域，具体涉及一种4CL基因在抗大豆胞囊线虫中的用途。

背景技术

大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)，双子叶植物纲、被子植物门，世界上最重要的豆类。随着对大豆需求的逐渐增加，病虫害(大豆胞囊线虫)、各种微生物感染以及气候、土壤状态、机械损伤等影响大豆生产的生物胁迫和非生物胁迫因素需要得到关注，以提升大豆的产量。

大豆胞囊线虫(Soybean cyst nematode,SCN)是动物界、线虫科、线虫属的土传内寄生线虫，大豆胞囊线虫病在全世界各地均有发生，它不仅可以通过侵染大豆根部建立取食位点，影响大豆地上部分的生理性状造成叶片发黄、矮小，而且也会造成大豆根部的根瘤减少，使得其他微生物对伤口二次感染。因此大豆胞囊线虫的防控治理刻不容缓。

大豆胞囊线虫的防治集中在轮作、生物防治及利用分子生物学手段进行抗性育种几个方面。轮作的效果受到轮作植物、年限以及种植顺序的影响，而且由于线虫在土壤中的久居性不能短时间内从根本上控制线虫，在大豆产区也不是防治线虫达到增产的最佳方式。生物防治主要包括食线虫真菌、内寄生真菌、产生抗生素的真菌、调节植物应答反应的真菌及其诱导大豆系统获得性抗性和诱导防御反应的真菌，是一种相较于化学防治更加友好的方式。利用分子生物学技术探究抗性机制，进行抗性育种也是目前研究者进行大豆胞囊线虫防治研究的一种手段，是目前胞囊线虫防治领域比较经济有效的手段之一。

4CL常以基因家族的形式存在，已经在桂花、拟南芥、银杏、大豆、金银花、水稻等植物内进行了克隆和和功能分析，其中大豆、拟南芥各有四个分别是Gm4CL1、Gm4CL2、Gm4CL3、Gm4CL4和At4CL1、At4CL2、At4CL3、At4CL4。拟南芥的At4CL1、At4CL2、At4CL4同源性密切，At4CL3与前者同源性较远，研究发现At4CL1、At4CL2、At4CL3、At4CL4均参与木质素的沉积，但At4CL1是木质素沉积的主要参与者，只有在At4CL1不存在时At4CL2、At4CL3、At4CL4才可能会参与木质素合成，而At4CL3主要负责黄酮的生物合成，因此4CL在植物体内具有重叠但又不同的功能，是黄酮和木质素单体合成过程中重要的调节物质，可能受到胁迫影响发挥不同的生物学功能。尽管4CL已在不同植物进行克隆和相关基因的表达验证，但关于SCN胁迫下不同抗、感大豆品种中4CL的生物学响应和功能还没有明确的研究。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供一种4CL基因在抗大豆胞囊线虫胁迫中的用途，4CL基因为Gm4CL3或Gm4CL4。试验证明，Gm4CL3或Gm4CL4转基因植株对大豆胞囊线虫胁迫的抗性明显增强。

本发明第一方面，提供一种4CL基因在抗大豆胞囊线虫胁迫中的用途，所述4CL基因为Gm4CL3或Gm4CL4；

所述Gm4CL3的核苷酸序列如SEQ ID NO.16所示；

所述Gm4CL4的核苷酸序列如SEQ ID NO.17所示。

优选地，所述Gm4CL3或所述Gm4CL4用于提高大豆细胞壁抗性。

优选地，提高大豆细胞壁抗性是指细胞壁增厚。

优选地，所述大豆为灰皮支黑豆、小粒黑豆或哈尔滨小黑豆。

本发明第二方面，提供一种载体，其包括所述Gm4CL3和/或所述Gm4CL4。