本發(fā)明涉及馬鈴薯黑痣病防治，更具體地說是涉及馬鈴薯stgst蛋白、編碼基因及其在防治馬鈴薯黑痣病中的應用。

背景技術：

1、馬鈴薯(solanum?tuberosum?l.)又稱土豆、山藥蛋等，為茄科(solanaceae)茄屬(solanum)一年生草本植物。

2、隨著馬鈴薯的種植，出現輪作倒茬困難等問題，馬鈴薯土傳病害對馬鈴薯產業(yè)的發(fā)展造成嚴重影響。馬鈴薯黑痣病(rhizoctonia?solani?kühn)是馬鈴薯主要的土傳病害之一，也是世界性土傳真菌病害。在世界各馬鈴薯主產區(qū)均有不同程度的發(fā)生，屬于世界級病害。我國河北、內蒙古、甘肅等省份該病發(fā)生普遍。在內蒙古地區(qū)一般田塊發(fā)病率達5～10％，重病田地發(fā)病率達80％以上，塊莖發(fā)病率100％，嚴重時出現整株死亡的現象，阻礙了內蒙古馬鈴薯產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3、馬鈴薯黑痣病在植株整個生育期均可發(fā)生，主要侵染幼芽、莖基部和塊莖，不同生育期階段表現出不同的癥狀。危害幼苗時，植株生長點壞死，出芽時間延遲，造成缺苗或長勢差等癥狀；根部受侵染，須根細弱，根量減少，形成稀少根條，根上生有菌核，引起輸導組織受阻；地下莖被侵染，出現褐色病斑，頂部叢生，嚴重時葉片褪綠并卷曲，植株地上部頂端枯萎；侵染近地表的地上莖，其表面可產生灰白色菌絲層和擔孢子；匍匐莖受害時，匍匐莖數目減少，產生褐色病斑，頂端不再膨大，結薯能力差；塊莖受害時，其表面散生或聚生許多暗褐色或黑褐色堅硬的的菌核，并通常導致薯塊變色、畸形或開裂等。

4、絲核菌(rhizoctonia?spp.)為馬鈴薯黑痣病病原菌，寄主范圍較為廣泛，可引起多種植物相關病害。在田間病原菌一般表現為無性態(tài)，以菌絲或菌核形態(tài)在寄主殘體或土壤中越冬。有性態(tài)為亡革菌屬瓜亡革菌(thanatephorus?cucumeris)，濕度較大時可見，近地表的莖基部表面可產生灰白色的菌絲層。絲核菌菌絲發(fā)達，多呈近直角的分枝，分枝處有明顯溢縮且常具隔膜。菌絲初生長為無色或白色，逐漸有色素產生變?yōu)闇\褐色，最后形成菌核結構。絲核菌可分為14個菌絲融合群，即ag-bi和ag-1～ag-13。絲核菌不同的菌絲融合群危害馬鈴薯的不同部位并表現出不同癥狀，ag-3是主要致病類群，易造成馬鈴薯莖的潰爛。

5、谷胱甘肽s-轉移酶(glutathione?s-transferase，gst)是一種能夠提高抵御逆境脅迫的多功能蛋白酶。gst能催化谷胱甘肽(glutathione，gsh)與親電親脂型底物的軛合反應，將gsh轉化為親水性化合物，排出體外實現解毒的功能，維持細胞體的正常生理功能。也可作為生物活性配體的結合蛋白或運輸蛋白，參與植物細胞中的信號轉導。生物和非生物脅迫可誘導植物的gst基因表達，如在病原菌侵染、干旱、激素、重金屬等脅迫下，引起植物ros積累，gst參與調節(jié)抗性相關化合物的結合和運輸，并通過催化gsh偶聯(lián)參與ros解毒，對各種脅迫引起氧化損傷提供保護，提高植物對脅迫的抵抗能力。

6、植物gst可分為6類，包括tau(u)、phi(f)、theta(t)、zeta(z)、lambda(l)和dhar，其中研究最為廣泛且植物所特有tau和phi類gst。u型gst基因表達與生長素、細胞分裂素等激素相關，參與了廣泛的氧化應激反應所涉及的催化和調節(jié)功能，響應對病原物的抗性。ghgst3基因的過表達增強了棉花對黃萎病菌的抗性；osgst2參與水稻對稻瘟病菌的防御反應；gsta1基因參與小麥對白粉病的抗性；tagstu6和tacbsx3的過表達促進了擬南芥對丁香假單胞菌的抗性；gst基因表達均提高了玉米大斑病菌和小斑病菌的抗性。然而，目前關于gst基因參與馬鈴薯黑痣病抗性的研究尚未見報道。

7、因此，如何將馬鈴薯stgst基因應用于防治馬鈴薯黑痣病中是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現思路

1、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、本發(fā)明實施例一方面提供了一種馬鈴薯stgst蛋白，所述蛋白序列如下：

4、1)如seq?id?no.4所示的氨基酸序列；

5、2)將1)經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與防治馬鈴薯黑痣病相關的蛋白質；

6、3)源于馬鈴薯且與1)具有98％以上同一性且與防治馬鈴薯黑痣病相關的蛋白質。

7、本發(fā)明實施例第二方面提供了一種核苷酸序列，序列如下：

8、1)如seq?id?no.1所示的核苷酸序列；

9、2)編碼權利要求1所述的stgst蛋白的核苷酸序列；

10、3)與2)具有75％以上同一性且編碼權利要求1所述蛋白的核苷酸序列；

11、4)在嚴格條件下與2)或3)雜交且編碼權利要求1所述蛋白的核苷酸序列。

12、本發(fā)明實施例第三方面提供了所述的核苷酸序列的用途，所述用途為：

13、1)在馬鈴薯抗黑痣病中的應用；

14、2)構建stgst基因過表達載體中的應用；所述過表達載體為pcambia1302-stgst；

15、3)構建重組細胞系中的應用。

16、在優(yōu)選的實施方式中，過表達stgst基因提高了馬鈴薯植株sod活性、cat活性、pod活性。

17、在優(yōu)選的實施方式中，過表達stgst基因提高sa和ja的關鍵酶基因stnpr1的表達量。

18、本發(fā)明實施例第四方面提供了一種抗黑痣病的馬鈴薯的培育方法，在馬鈴薯植株體內過表達stgst基因。

19、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發(fā)明通過rt-pcr技術，克隆得到stgst基因，并通過pcambia1302-stgst對stgst基因過表達，發(fā)現過表達stgst基因的馬鈴薯植株抗黑痣病能力強，進而發(fā)現了stgst基因防治馬鈴薯黑痣病的功能，為農業(yè)上防治馬鈴薯黑痣病提供了理論基礎。

技術特征：

1.馬鈴薯stgst蛋白，其特征在于，所述蛋白序列如下：

2.一種核苷酸序列，其特征在于，序列如下：

3.權利要求2所述的核苷酸序列的用途，其特征在于，所述用途為：

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，過表達stgst基因提高了馬鈴薯植株sod活性、cat活性、pod活性。

5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，過表達stgst基因提高sa和ja的關鍵酶基因stnpr1的表達量。

6.一種抗黑痣病的馬鈴薯的培育方法，其特征在于，在馬鈴薯植株體內過表達stgst基因。

技術總結
本發(fā)明公開了一種馬鈴薯StGST蛋白、編碼基因及其在防治馬鈴薯黑痣病中的應用，涉及馬鈴薯黑痣病防治技術領域。本發(fā)明通過RT?PCR技術，克隆得到StGST基因，并通過pCAMBIA1302?StGST對StGST基因過表達，發(fā)現過表達StGST基因的馬鈴薯植株抗黑痣病能力強，進而發(fā)現了StGST基因防治馬鈴薯黑痣病的功能，為農業(yè)上防治馬鈴薯黑痣病提供了理論基礎。

技術研發(fā)人員：張笑宇,李樂樂,郝喜龍,馮亞艷,張冬梅,楊春芳,邢星
受保護的技術使用者：內蒙古農業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/21