本发明属于植物基因工程,四季橘甲酯酶cmmes1.1和cmmes1.5基因及其应用。
背景技术:
1、柑橘是世界和我国第一大水果,具有十分重要的价值。柑橘具有童期长、遗传杂合度高、珠心多胚等特性,采用传统杂交、实生育种效率较低,利用分子生物技术和基因工程改良是加速柑橘育种的有效手段。柑橘溃疡病(citrus bacterial canker disease,cbc)是由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(xanthomonas citrisubsp.citri,xcc)引起的一种细菌性病害,是目前除黄龙病外危害柑橘产业最大的细菌性病害。病菌主要通过伤口、气孔等入侵体内,在感病叶片、幼茎和果实上产生木栓状坏死病斑,严重时引起落叶、枝枯、早落果等症状,感病果实外观和品质变差,产量下降,造成严重的经济损失(shahbaz et al.2023)。研究认为xcc可能劫持寄主脱落酸(aba)生物合成,以促进茉莉酸(ja)积累,而抑制sa信号途径的防御反应,以促进溃疡病发生(long et al.2019)。柑橘侧器官边界1(citrussinensis lateral organ boundary1,cslob1)是公认的柑橘溃疡病感病基因,最近研究发现cslob1可通过重塑细胞壁,调节植物激素(如细胞分裂素、油菜素内酯)信号传导,促进细胞增殖及溃疡病菌的生长和发展(zou et al.2021)。当前针对柑橘溃疡病的基因工程育种有较快发展。如在晚锦橙中利用超氧化物酶csprx25,维持活性氧平衡和细胞壁木质化,以增强溃疡病的抗性(li et al.2020)。利用cas9/sgrna技术编辑cslob1或其上游启动子,也可提高柑橘溃疡病的抗性水平(jia etal.2016)。
2、植物激素去甲基化途径在植物免疫反应中发挥着重要作用。甲基-iaa、甲基-sa和甲基-ja的去甲基化是由α/β水解酶超家族的甲酯酶(methylesterase,mes)催化完成的(nardini et al.2017)。sabp2(水杨酸结合蛋白2)是烟草甲基水杨酸(mesa)甲酯酶,在植物系统获得性抗性(sar)中至关重要。如在甜橙中超表达sabp2可提高柑橘对黄龙病的耐受性(soares et al.2022)。草莓(fragaria vesca)中fvmes2参与mesa去甲基化,并通过sa信号通路响应灰霉病胁迫(jia et al.2024)。来自甜橙(c.sinensis)的csmes1与烟草sabp2同源,可以将mesa转化为sa,抑制csmes1的功能会促进cbc症状的形成,推测csmes1可能在cbc抗性中发挥积极作用(lima et al.2019)。然而,大多数柑橘mes家族基因的活性及其在cbc中的功能仍不清楚。四季橘(citrofortunellamicrocarpa)是较抗cbc的柑橘类型,目前尚无关于对其抗cbc的机制研究,挖掘四季橘同源mes基因,对柑橘抗溃疡病育种有重要价值。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供四季橘甲酯酶cmmes1.1和cmmes1.5基因及其应用,为提高四季橘及柑橘属植物抗溃疡病提供了可选择的候选基因,在增强四季橘及柑橘属植物抗溃疡病方面具有很好的应用潜力。
2、本发明前期获得的四季橘接种溃疡病菌xcc后的转录组数据,结合山金柑基因组信息,分离到2个四季橘mes家族基因,命名为cmmes1.1和cmmes1.5,二者的核苷酸序列分别如seq id no.1和seq id no.2所示,其中cmmes1.1序列长度为411bp,编码的氨基酸长度为136个氨基酸残基;cmmes1.5序列长度为801bp,编码的氨基酸长度为267个氨基酸残基。
3、本发明的第一个目的是提供四季橘甲酯酶cmmes1.1基因,其核苷酸序列如seq idno.1所示。
4、本发明的第二个目的是提供一种含有所述的cmmes1.1基因的重组载体。
5、本发明的第三个目的是提供所述的cmmes1.1基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
6、优选,所述的应用为过表达cmmes1.1基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
7、本发明的第四个目的是提供过表达所述的cmmes1.1基因在促进柑橘水杨酸积累中的作用。
8、本发明的第五个目的是提供四季橘甲酯酶cmmes1.5基因,其核苷酸序列如seq idno.2所示。
9、本发明的第六个目的是提供一种含有所述的cmmes1.5基因的重组载体。
10、本发明的第七个目的是提供所述的cmmes1.5基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
11、优选,所述的应用为过表达cmmes1.5基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
12、本发明的第八个目的是提供过表达所述的cmmes1.5基因在促进柑橘水杨酸积累中的作用。
13、本发明的有益效果:
14、本发明提供了柑橘溃疡病抗病的正调控因子cmmes1.1和cmmes1.5。利用cmmes1.1和cmmes1.5可用于构建转基因植物,在基因工程改造提升柑橘属植物抗溃疡病能力等方面具有积极作用。
1.四季橘甲酯酶cmmes1.1基因,其特征在于,其核苷酸序列如seq id no.1所示。
2.一种含有权利要求1所述的cmmes1.1基因的重组载体。
3.权利要求1所述的cmmes1.1基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,为过表达cmmes1.1基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
5.过表达权利要求1所述的cmmes1.1基因在促进柑橘水杨酸积累中的作用。
6.四季橘甲酯酶cmmes1.5基因,其特征在于,其核苷酸序列如seq id no.2所示。
7.一种含有权利要求6所述的cmmes1.5基因的重组载体。
8.权利要求6所述的cmmes1.5基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,为过表达cmmes1.5基因在增强柑橘溃疡病抗性中的应用。
10.过表达权利要求1所述的cmmes1.5基因在促进柑橘水杨酸积累中的作用。