[发明专利]Mgtph-1基因在制备抗拟禾本科根结线虫转基因水稻中的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，公开了Mgtph‑1基因在制备抗拟禾本科根结线虫转基因水稻中的应用。本发明通过构建pBWA(V)HS‑TPH‑1干扰载体，转化水稻粳稻品种日本晴获得转基因阳性植株，并进一步鉴定得到稳定遗传的T1代转基因水稻。利用生长7天的转基因阳性水稻苗接种拟禾本科根结线虫，于接种10天后染色观察，结果发现转基因水稻中雌虫的数量显著少于日本晴野生型。利用转基因水稻进行盆栽实验，结果表明转基因水稻株系根结数显著低于日本晴野生型对照组，并且拟禾本科根结线虫在转基因水稻株系的繁殖系数显著少于日本晴野生型，相较于野生型日本晴减少了72.8％～90.6％。因此，针对拟禾本科根结线虫的分子靶标TPH‑1开发基因表达干预水稻新品种具有重要意义。

技术领域

本发明涉及植物基因技术领域，更具体地说，它涉及Mgtph-1基因在制备抗拟禾本科根结线虫转基因水稻中的应用。

背景技术

5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)是一种保守的神经递质，受到各种酶、转运蛋白和受体的调节，可调控动物界几乎所有门的摄食行为。色氨酸(tryptophan,Try)是5-HT生物合成的前体，在色氨酸羟化酶(tryptophan hydroxylase,TPH)的作用下生成5-羟色氨酸，再在5-羟色氨酸脱羧酶(aromatic L-amino acid decarboxylase,AADC)的作用下脱羧形成5-HT。合成的5-HT储存在神经元突触前膜的囊泡内，刺激神经元可使囊泡与突触前膜融合并释放5-HT到突触间隙，释放的5-HT部分与突触后膜上的受体结合从而激活相关的信号通路。

通常认为过高的5-HT对哺乳类动物的摄食产生抑制作用，但对无脊椎动物的摄食具有促进作用。研究表明，外源性5-HT不仅可刺激秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)咽部的泵动，还可以在缺乏寄主的情况下刺激甜菜孢囊线虫(Heteroderaschachtii)、大豆孢囊线虫(H.glycines)、南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、穿刺短体线虫(Pratylenchuspenetrans)和马铃薯白线虫(Globoderapallida)等植物线虫口针的伸缩，并进一步发现穿刺短体线虫、马铃薯白线虫等植物线虫体内存在色氨酸羟化酶TPH-1、内源性5-HT及5-HT信号通路，且内源性5-HT能调节植物线虫口针的伸缩等行为。

水稻根结线虫病是水稻的重要线虫病害，其主要病原物拟禾本科根结线虫(M.graminicola)是国际公认的对水稻最具危险性和破坏力的植物线虫，其危害隐蔽，难于防治。近年来在我国南方水稻产区频繁发生，严重威胁我国南方水稻主产区的粮食安全。化学防治是防治植物寄生线虫病害的主要有效手段之一，但现有的杀线虫剂数量过少，可供选择的品种有限，杀线虫剂大多为非专用高毒类品种，其作用靶标与高等动物具有高度的相似性(如胆碱酯酶等)，现有的少数几个高效低毒杀线虫剂均是国外公司产品。植物线虫的防控多年来一直是我国植物保护领域的瓶颈，亟待开发环境友好、低毒、高效的药剂和基因表达干预产品。发现和利用新的作用靶标是开发基因表达干预产品的基础。之前的研究报道中，只涉及色氨酸羟化酶TPH-1在植物线虫的生理功能，并未涉及其作为分子靶标在线虫病害防治方面的应用。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的上述缺陷，本发明提供了Mgtph-1基因在制备抗拟禾本科根结线虫转基因水稻中的应用，能够明显抑制拟禾本科根结线虫的危害。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：Mgtph-1基因在制备抗拟禾本科根结线虫转基因水稻中的应用，Mgtph-1基因的登录号为OQ425409.1，所述Mgtph-1基因的CDS序列如SEQ ID NO:1所示。

进一步的，通过RNA干扰拟禾本科根结线虫分子靶标TPH-1沉默或降低其表达来构建抗拟禾本科根结线虫转基因水稻

综上所述，本发明具有以下有益效果：