马铃薯StSAMDC基因在提高植物晚疫病抗性中的应用

本发明属于生物，具体涉及马铃薯stsamdc基因在提高植物晚疫病抗性中的应用。

背景技术：

1、马铃薯(solanum tuberosum l.)属茄科一年生草本植物，块茎可供食用，是一种世界范围内种植的块茎植物，是世界重要的粮食和经济产品，和水稻(oryza sativa)、玉米(zea mays)小麦(triticum aestivum)组成了世界四大粮食作物。马铃薯在生产中会受到诸多病虫害的影响，其中马铃薯晚疫病对马铃薯的危害最为严重。马铃薯晚疫病是由致病疫霉(phytophthora infestans，pi)引起的毁灭性病害，已经成为全球第一大马铃薯病害。

2、晚疫病传播速度极快，能导致马铃薯茎叶死亡和块茎腐烂，从出现病斑到全田枯死仅需14天。应对病害的主要策略有改进栽培措施、生物化学防控以及培育持久抗性马铃薯品种，而化学防治作为目前马铃薯晚疫病防治的主要手段，如策略不当，会造成环境污染，同时还会导致产生抗药性更强的小种，从而不断增加防治难度。培育具有广谱和持久抗病性的品种是防治晚疫病最为经济有效的手段，目前主要利用抗性基因r基因(resistancegene)来培育品种。找到一些马铃薯晚疫病抗性基因具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种马铃薯stsamdc基因在提高植物晚疫病抗性中的应用，本发明从马铃薯栽培种‘désirée’中分离基因stsamdc，并通过rnai技术与过量表达及马铃薯遗传转化确认了该基因的一个新的功能，也就是其可以提高植物晚疫病抗性。将stsamdc抗晚疫病基因应用于茄科植物抗病育种，可促进抗晚疫病马铃薯品种或种质材料的培育。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案概述如下：

3、第一方面，提供了一种马铃薯stsamdc基因，所述基因stsamdc为如下所示的核酸分子：

4、i)核苷酸序列是seq id no.1所示的核酸分子，序列长度为1089bp；

5、ii)与i)的核苷酸序列具有90％或90％以上同一性且表达相同功能蛋白质的核酸分子；

6、iii)除i)以外的编码seq id no.2所示氨基酸序列的核酸分子。

7、第二方面，提供了所述stsamdc基因编码的蛋白，所述蛋白为如下(a1)-(a3)任一所示的蛋白质：

8、(a1)由序列表中seq id no.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质，包括362个氨基酸；

9、(a2)将序列表中seq id no.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与抗晚疫病相关的由seq id no.2衍生的蛋白质；

10、(a3)在(a1)或(a2)中所限定的蛋白质的n端和/或c端连接标签后得到的融合蛋白。

11、第三方面，提供含有上述马铃薯抗晚疫病基因stsamdc的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌，因此，含有所述的马铃薯stsamdc基因的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌在如下(1)-(3)任一项中的应用也落入本发明的保护范围之内：

12、(1)植物育种和/或制种；

13、(2)调控植物晚疫病抗性；

14、(3)植物晚疫病防治。

15、第四方面，提供一种晚疫病马铃薯抗性提高的培育方法，所述培育方法包括：将seq id no.1所示的stsamdc基因转入马铃薯中，获得抗晚疫病马铃薯；或者上调马铃薯基因组中seq id no.1所示的stsamdc基因的表达，筛选得到晚疫病抗性提高的马铃薯植株。

16、本发明的第五方面，提供一种晚疫病抗性降低的马铃薯的培育方法，所述方法包括：抑制马铃薯基因组中seq id no.1所示的stsamdc基因的表达，筛选得到晚疫病抗性降低的马铃薯植株。

17、抑制马铃薯stsamdc基因的表达方法包括：突变或敲除马铃薯中seq id no.1所示的stsamdc基因的全部或者部分序列；或者使用干扰rna技术干扰seq id no.1所示的stsamdc基因的表达；或者使用基因沉默系统使seq id no.1所示的stsamdc基因沉默。

18、本发明的第六方面，提供一种获得携带马铃薯stsamdc基因的植株的方法，通过转基因技术获得携带马铃薯stsamdc基因的植物细胞，再将获得的植物细胞再生成苗。

19、本发明中，对于适用于本发明的植物没有特别的限制，只要其适合进行基因的转化操作，如各种农作物、花卉植物、或林业植物等。所述植物比如可以为单子叶植物或双子叶植物；更优选的，所述双子叶植物可以为茄科植物；更优选的，所述植物为马铃薯，所述的“植物”包括但不限于马铃薯，凡是具有该基因或者与之同源的基因均适用。

20、本发明中所说的“植物”包括整株植物，其亲本和子代植株以及植物的不同部位，包括种子、果实、芽、茎、叶、根(包括块茎)、花、组织和器官，在这些不同的部分均有我们目的基因或者核酸。这里所提及的“植物”也包括植物细胞、悬浮培养物、愈伤组织、胚、分生组织区、配子体、孢子体、花粉和小孢子，同样，其中每种前述对象包含目的基因/核酸。

21、本发明包括任何植物细胞，或任何由其中的方法获得或可获得的植物，以及所有的植物部分及其繁殖体。本专利也包含由任何前述方法所获得的转染细胞、组织、器官或完整植物。唯一的要求是子代表现出相同的基因型或表型特征，使用本专利中的方法获得的子代特性相同。

22、本发明还扩展到如上所述的植物的可收获的部分，但不限于种子、叶、果实、花、茎、根、根茎、块茎和球茎。同时进一步涉及植株收获后的其他衍生物，如干燥颗粒或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白质。

23、本发明的优点：

24、本发明分离得到了马铃薯抗晚疫病stsamdc基因，该基因能够有效提高马铃薯抗晚疫病的能力，丰富了抗晚疫病基因资源。该基因过量表达可提高马铃薯对晚疫病抗性，该基因的沉默会导致马铃薯对晚疫病的抗性丧失，说明该基因能够提供抗晚疫病的功能。本发明可通过基于stsamdc基因的遗传转化技术，用于改良现有马铃薯植物的抗晚疫病水平，培育和创制抗晚疫病中间材料和生产品种。

技术特征：

1.马铃薯stsamdc基因在提高植物晚疫病抗性中的应用，其特征在于，所述stsamdc基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通过构建stsamdc过表达载体，获得晚疫病抗性高的转基因植株。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物为茄科植物。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述植物为马铃薯。

5.权利要求1所述的马铃薯stsamdc基因编码的蛋白、含有权利要求1所述的马铃薯stsamdc基因的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌在提高植物晚疫病抗性中的应用，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2。

6.一种抗晚疫病马铃薯的培育方法，其特征在于，所述方法为：将权利要求1中所述的stsamdc基因转入马铃薯中，获得抗晚疫病马铃薯；或者上调马铃薯基因组中seq id no.1所示的stsamdc基因的表达，筛选得到晚疫病抗性提高的马铃薯植株。

7.一种培育晚疫病抗性降低的马铃薯的方法，其特征在于，所述方法为：抑制马铃薯基因组中seq id no.1所示的stsamdc基因的表达，筛选得到晚疫病抗性降低的马铃薯植株。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，抑制马铃薯stsamdc基因的表达方法包括：突变或敲除马铃薯中seq id no.1所示的stsamdc基因的全部或者部分序列；或者使用干扰rna干扰seq id no.1所示的stsamdc基因的表达；或者使用基因沉默系统使seq id no.1所示的stsamdc基因沉默。

9.一种获得携带权利要求1所述的马铃薯stsamdc基因的植株的方法，其特征在于，通过转基因技术获得携带马铃薯stsamdc基因的植物细胞，再将获得的植物细胞再生成苗。

技术总结本发明公开了马铃薯StSAMDC基因在提高植物晚疫病抗性中的应用，本发明从马铃薯‘Désirée’中扩增StSAMDC基因，并通过基因编辑技术及过表达StSAMDC遗传转化确认了该基因的功能，发现该基因与马铃薯抗晚疫病相关，且该基因的沉默会导致马铃薯对晚疫病的抗性降低，基因过量表达导致马铃薯对晚疫病抗性增加。本发明丰富了抗晚疫病基因资源，将StSAMDC基因应用于茄科植物抗病育种，可促进抗晚疫病茄科植物新品种或种质材料的培育。技术研发人员：孙凯乐,孟更,张涛,白英雷,连梦柯,侯一恒,贾芝琪,葛天豪受保护的技术使用者：河南农业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13