本發(fā)明屬于功能基因，具體涉及植物抗蟲基因abi5及在抗蟲中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前地球上已經(jīng)命名的昆蟲大約有100萬種，其中近一半屬于植食性昆蟲。植食性昆蟲及其寄主植物之間的防御和反防御過程常被比喻為昆蟲與植物的“軍備競賽”。在植物和昆蟲漫長的共同進(jìn)化過程中，植物進(jìn)化出了復(fù)雜的防御機(jī)制來抵抗植食性昆蟲，包括物理和化學(xué)的組成型防御、直接或間接的誘導(dǎo)型防御。組成型防御是指植物用本身固有的物理和化學(xué)屏障來阻礙昆蟲的取食，如植物表面的刺、毛狀體和角質(zhì)層等。誘導(dǎo)型防御是指植物在受到植食性昆蟲為害后產(chǎn)生的防御反應(yīng)，一種是植物直接產(chǎn)生防御蛋白或有毒次生代謝物的防御，包括芥子油苷、生氰糖苷、生物堿、酚類和蛋白酶抑制劑等，起到毒素、驅(qū)蟲或抗消化的作用；另一種是植物通過釋放揮發(fā)物和花蜜吸引寄生蜂等天敵昆蟲的間接防御。相應(yīng)地，植食性昆蟲為了適應(yīng)寄主植物，也發(fā)展了各種反防御策略來應(yīng)對植物的防御。煙粉虱和蚜蟲等半翅目昆蟲作為典型的刺吸式口器昆蟲，它們口器的上下顎特化為喙，套在特化的下唇內(nèi)形成口針，通過口針刺穿植物組織進(jìn)入韌皮部吸取汁液，造成植物營養(yǎng)物質(zhì)的大量流失，導(dǎo)致植物迅速衰弱甚至死亡，同時(shí)分泌大量的唾液進(jìn)入植物，導(dǎo)致植物生理異常，還能傳播多種植物病毒誘發(fā)植物病毒病，對多種農(nóng)作物造成了嚴(yán)重的危害，造成農(nóng)業(yè)上的巨大損失。

2、一般而言，植食性昆蟲的取食會激發(fā)一系列植物的信號級聯(lián)反應(yīng)，植物可以識別植食性昆蟲/損傷/微生物相關(guān)的分子模式(herbivore-/damage-/microbe-associatedmolecular?pattern，hamp/damp/mamp)并作出相應(yīng)的防御。植物通過復(fù)雜的動態(tài)防御系統(tǒng)來應(yīng)對植食性昆蟲的攻擊，這種高度動態(tài)的防御機(jī)制是從識別昆蟲的口腔分泌物和損傷植物細(xì)胞傳遞的信號開始啟動的，這些初始的信號通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在植物中傳遞，包括鈣離子流、磷酸化級聯(lián)，以及在廣譜抗蟲性中發(fā)揮重要作用的茉莉酸信號途徑。植物對刺吸式口器昆蟲的防御得到了廣泛的研究，到目前為止，植物體內(nèi)的刺吸式口器昆蟲抗性基因已有諸多報(bào)道，例如，在番茄中，mi基因能夠介導(dǎo)植物對煙粉虱和蚜蟲的抗性；在受到煙粉虱的侵染后，辣椒中膜聯(lián)蛋白caannd4-like的表達(dá)量明顯上升；干擾掉轉(zhuǎn)錄因子ghwrky81和ghwrky70表達(dá)的棉花在受到煙粉虱侵染時(shí)，對煙粉虱的抗性明顯降低；rnai干擾擬南芥cp基因后，蚜蟲的繁殖力明顯下降；蚜蟲取食小麥后，蚜蟲抗性基因dnx通過調(diào)節(jié)植株內(nèi)固醇和茉莉酸酯的含量、ca2+信號途徑傳導(dǎo)、脫落酸和赤霉素水平實(shí)現(xiàn)小麥對蚜蟲的防御。挖掘植物中更多抗刺吸式口器昆蟲的基因，對于抗蟲植株的育種有著深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。

3、abi5(abscisic?acid-insensitive?5)廣泛存在于所有真核生物中，屬于堿性亮氨酸拉鏈類型(basic?leucine?zipper,bzip)轉(zhuǎn)錄因子家族。含有5個高度保守的結(jié)構(gòu)域：c1、c2、c3、c4以及可以結(jié)合dna序列的bzip區(qū)域，bzip結(jié)構(gòu)域常位于這類轉(zhuǎn)錄因子的c端，負(fù)責(zé)與dna分子上的順式作用元件結(jié)合、形成二聚體及將轉(zhuǎn)錄因子定位至細(xì)胞核。目前，已在多種植物中鑒定出數(shù)個至上百個abi5轉(zhuǎn)錄因子，其中擬南芥(arabidopsis?thaliana)146個，小麥(triticumaestivum)44個，番茄(solanum?lycopersicum)2個，玉米(zea?mays)2個，煙草(nicotiana?tabacum)1個。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，在植物整個生長周期中，abi5作為轉(zhuǎn)錄因子參與多種調(diào)控途徑，在促進(jìn)植株生長發(fā)育(尤其體現(xiàn)在早期植物生長中其轉(zhuǎn)錄水平、蛋白質(zhì)積累、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和活性)，植物對低溫、干旱、鹽漬、水澇等逆境脅迫的響應(yīng)，調(diào)節(jié)種子休眠與萌發(fā)等生物學(xué)過程起著重要作用。目前對植物abi5的研究主要集中在植物的生長發(fā)育過程，對于植物abi5轉(zhuǎn)錄因子是否參與抗蟲未見報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了植物抗蟲基因abi5及在抗蟲中的應(yīng)用，過表達(dá)所述植物抗蟲基因可提高植物自身的抗蟲性，從而達(dá)到控制害蟲種群的目的。

2、本發(fā)明提供了一種植物抗蟲基因，所述植物抗蟲基因中包含保守結(jié)構(gòu)域brlzmotif，或與所述保守結(jié)構(gòu)域brlz?motif具有80％以上同源性的保守結(jié)構(gòu)域；

3、所述保守結(jié)構(gòu)域brlz?motif編碼的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

4、本發(fā)明提供了一種煙草來源的抗蟲基因，所述抗蟲基因編碼的蛋白質(zhì)包括seq?idno.2所示的氨基酸序列。

5、優(yōu)選的，所述抗蟲基因的核苷酸包括seq?id?no.3所示的序列。

6、本發(fā)明還提供了上述植物抗蟲基因或上述抗蟲基因在調(diào)控植物抗蟲性狀中的應(yīng)用。

7、優(yōu)選的，所述調(diào)控植物抗蟲性狀包括過表達(dá)所述植物抗蟲基因或所述抗蟲基因，提高植物對害蟲的抗性；抑制所述植物抗蟲基因或所述抗蟲基因的表達(dá)，降低植物對害蟲的抗性。

8、優(yōu)選的，所述害蟲包括刺吸式口器昆蟲。

9、本發(fā)明還提供了上述植物抗蟲基因或上述抗蟲基因在創(chuàng)制不同抗蟲表型的植物種質(zhì)中的應(yīng)用。

10、本發(fā)明還提供了一種提高植物抗蟲性的方法，包括在目標(biāo)植物的基因組中過表達(dá)上述植物抗蟲基因或上述抗蟲基因。

11、本發(fā)明還提供了上述植物抗蟲基因或上述抗蟲基因的過表達(dá)載體。

12、優(yōu)選的，所述過表達(dá)載體的基礎(chǔ)載體骨架包括pcambia1305-gfp。

13、有益效果：本發(fā)明提供了一種包含保守結(jié)構(gòu)域brlz?motif或與所述保守結(jié)構(gòu)域具有80％以上同源性的結(jié)構(gòu)域的植物抗蟲基因。本發(fā)明還公開了一種來源于煙草的植物抗蟲基因ntabi5，屬于bzip轉(zhuǎn)錄因子家族，含有brlz?motif的保守氨基酸序列。

14、本發(fā)明利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)(virus?induced?gene?silencing,vigs)沉默ntabi5基因后發(fā)現(xiàn)，沉默ntabi5基因的煙草對煙粉虱和蚜蟲的抗性顯著降低。同時(shí)利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化方法過表達(dá)ntabi5基因后發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)ntabi5基因的煙草對煙粉虱的抗性顯著提高。因此所述本發(fā)明所述植物抗蟲基因可顯著調(diào)控植物的抗蟲表型，從而創(chuàng)制具有不同抗蟲表型的種質(zhì)。

技術(shù)特征：

1.一種植物抗蟲基因，其特征在于，所述植物抗蟲基因中包含保守結(jié)構(gòu)域brlz?motif，或與所述保守結(jié)構(gòu)域brlz?motif具有80％以上同源性的保守結(jié)構(gòu)域；

2.一種煙草來源的抗蟲基因，其特征在于，所述抗蟲基因編碼的蛋白質(zhì)包括seq?idno.2所示的氨基酸序列。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述抗蟲基因，其特征在于，所述抗蟲基因的核苷酸包括seq?idno.3所示的序列。

4.權(quán)利要求1所述植物抗蟲基因或權(quán)利要求2或3所述抗蟲基因在調(diào)控植物抗蟲性狀中的應(yīng)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控植物抗蟲性狀包括過表達(dá)所述植物抗蟲基因或所述抗蟲基因，提高植物對害蟲的抗性；抑制所述植物抗蟲基因或所述抗蟲基因的表達(dá)，降低植物對害蟲的抗性。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述應(yīng)用，其特征在于，所述害蟲包括刺吸式口器昆蟲。

7.權(quán)利要求1所述植物抗蟲基因或權(quán)利要求2或3所述抗蟲基因在創(chuàng)制不同抗蟲表型的植物種質(zhì)中的應(yīng)用。

8.一種提高植物抗蟲性的方法，其特征在于，包括在目標(biāo)植物的基因組中過表達(dá)權(quán)利要求1所述植物抗蟲基因或權(quán)利要求2或3所述抗蟲基因。

9.權(quán)利要求1所述植物抗蟲基因或權(quán)利要求2或3所述抗蟲基因的過表達(dá)載體。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述過表達(dá)載體，其特征在于，所述過表達(dá)載體的基礎(chǔ)載體骨架包括pcambia1305-gfp。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了植物抗蟲基因ABI5及在抗蟲中的應(yīng)用，屬于功能基因技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種包含保守結(jié)構(gòu)域BRLZ?motif或與所述保守結(jié)構(gòu)域具有80％以上同源性的結(jié)構(gòu)域的植物抗蟲基因。本發(fā)明還公開了一種來源于煙草的植物抗蟲基因NtABI5，含有BRLZ?motif的保守氨基酸序列。本發(fā)明利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)沉默NtABI5基因后發(fā)現(xiàn)，沉默NtABI5基因的煙草對煙粉虱和蚜蟲的抗性顯著降低。同時(shí)利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化方法過表達(dá)NtABI5基因后發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)NtABI5基因的煙草對煙粉虱的抗性顯著提高。因此本發(fā)明所述植物抗蟲基因可顯著調(diào)控植物的抗蟲表型，從而創(chuàng)制具有不同抗蟲表型的種質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉偉,都慧,劉樹生
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14