本发明属于植物育种,尤其涉及十字花科作物gsl5基因在根肿病抗性改良中的应用。
背景技术:
1、十字花科作物包括油菜(brassica napus)、白菜类(brassica rapa)、甘蓝类(brassica oleracea)、芥菜类(brassica juncea)、萝卜类(raphanus sativus)等,是人类食用油、蔬菜、饲料、工业油的重要来源,是世界范围内最重要的一类经济作物。
2、十字花科根肿病是由原生动物根肿菌(plasmodiophora brassicae)引起的毁灭性土传病害,可危害几乎所有十字花科作物,引起根部肿大、腐烂和植株死亡,平均产量损失为25~50%,严重时可造成绝收。根肿菌可在土壤中存活10年以上,被根肿菌感染的田块将长期不适宜种植任何十字花科作物。近年来,根肿病在我国油菜、白菜、甘蓝、芥菜、萝卜等十字花科作物主产区快速蔓延,发病面积超过4000万亩,已成为十字花科作物共性重大产业病害,每年直接经济损失约500亿元,严重威胁着油菜和十字花科蔬菜作物产业安全生产,因此绿色高效防控十字花科作物根肿病是保障食用油和“菜篮子”等产品供给安全的关键举措。
3、发掘和利用抗根肿病基因,培育抗病品种是防控根肿病最经济有效的措施。根肿菌存在生理小种的分化,目前生产利用的抗根肿病位点主要来自芜菁(b.rapassp.rapifera,饲料用白菜),均表现为显性、小种特异性抗性,生产上抗病品种推广应用3年左右就出现抗性丧失,抗病育种周期长,远无法满足生产需求。广谱抗根肿病基因抗谱广,抗性不易丧失,是抗病育种的理想基因,而目前广谱抗根肿病基因尚未发现。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供十字花科作物gsl5基因在根肿病抗性改良中的应用,针对gsl5的基因工程改造可实现十字花科作物根肿病广谱抗性改良,为十字花科作物根肿病持久高效防控提供关键基因和技术手段。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
3、十字花科作物gsl5基因在根肿病抗性改良中的应用;优选针对gsl5启动子区、编码区、非编码区、内含子区,通过基因改造使十字花科作物gsl5基因发生转录水平下降或终止、蛋白表达水平下降或终止以及氨基酸突变、氨基酸修饰改变导致的gsl5功能缺失或改变。
4、优选的是,所述基因工程改造包括基因编辑、ems诱变、射线诱变、同源重组、t-dna插入中的任意一种。
5、优选的是,所述十字花科作物为根肿菌寄主类十字花科作物;更优选的是,所述十字花科作物为拟南芥、油菜、白菜类、甘蓝类、芥菜类、萝卜类中的任意一种。
6、优选的是,所述gsl5基因的核苷酸序列为seq id no.1、seq id no.2、seq idno.3、seq id no.4、seq id no.5、seq id no.6、seq id no.7、seq id no.8中的任意一种。
7、相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:
8、(1)本发明鉴定到十字花科作物保守感根肿病基因gsl5,敲除该基因即可实现十字花科作物根肿病广谱抗性改良,为十字花科作物根肿病抗性改良提供了一个全新基因,具有巨大的经济效益和社会效益,应用前景广阔。
9、(2)本发明利用基因编辑技术实现了十字花科作物根肿病抗性改良,可显著缩短抗病育种周期,为十字花科作物根肿病抗性改良提供了一种全新的途径,具有广阔的应用前景。
10、(3)本发明创制出了对根肿菌不同小种具有广谱抗性的拟南芥、甘蓝型油菜、白菜和甘蓝材料,抗性不易丧失,可持久高效防控根肿病,为绿色高效持久防控十字花科作物根肿病提供了关键种质资源,应用潜力、经济效益和社会效益巨大。
11、(4)本发明鉴定到的感根肿病基因gsl5在根肿菌侵染和致病过程中发挥了关键作用,敲除gsl5即可阻断根肿菌的侵染进程,实现根肿病抗性显著提高,这一发现不仅丰富了对根肿菌致病的理论认识,也为根肿病精准阻控技术研发提供了理论依据。
12、(5)本发明鉴定到的感根肿病基因gsl5在十字花科作物中广泛存在且高度保守,通过改造gsl5即可实现十字花科作物对根肿病抗性的整体提高,对十字花科作物根肿病绿色高效和持久防控具有重大意义。
1.十字花科作物gsl5基因在根肿病抗性改良中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,针对gsl5启动子区、编码区、非编码区、内含子区,通过基因改造使十字花科作物gsl5基因发生转录水平下降或终止、蛋白表达水平下降或终止以及氨基酸突变、氨基酸修饰改变导致的gsl5功能缺失或改变。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述基因改造包括基因编辑、ems诱变、射线诱变、同源重组、t-dna插入中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述十字花科作物为根肿菌寄主类十字花科作物。
5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述十字花科作物为拟南芥、油菜、白菜类、甘蓝类、芥菜类、萝卜类中的的任意一种。
6.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述gsl5基因的核苷酸序列为seq idno.1、seq id no.2、seq id no.3、seq id no.4、seq id no.5、seq id no.6、seq id no.7、seq id no.8中的任意一种。
