玉米ZmTrxh基因及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種玉米ZmTrxh基因及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米甘蔗花葉病毒病是一種全球性的玉米病毒病害，幾乎所有玉米產(chǎn)區(qū)均有發(fā) 生，特別是美國(guó)、歐洲和我國(guó)的黃淮海夏玉米產(chǎn)區(qū)發(fā)病十分普遍，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì) (Fuchs and Gruntzig, 1995)。玉米甘鹿花葉病毒屬于馬鈴薯Y病毒科、馬鈴薯Y病毒屬， 是一種RNA病毒。自然界中，甘蔗花葉病毒主要通過(guò)蚜蟲(chóng)以非持續(xù)方式傳播，也可由種子 傳播。若玉米苗期恰逢蚜蟲(chóng)從小麥田遷飛過(guò)來(lái)，往往會(huì)造成大規(guī)模的玉米甘蔗花葉病毒病 流行(吳建宇等，1999)。在我國(guó)，除東北北部地區(qū)病害發(fā)生較輕外，各地發(fā)生普遍，尤其是 黃淮海地區(qū)，一般減產(chǎn)5-10%，發(fā)病重的年份可達(dá)到30-50%，造成明顯的經(jīng)濟(jì)損失(王曉鳴 等，2008)。玉米被甘蔗花葉病毒侵染后，幼苗心葉基部脈間首先產(chǎn)生圓形褪綠斑點(diǎn)，伴隨植 株生長(zhǎng)，褪綠色病斑逐漸向全葉擴(kuò)展，連成串或片狀，表現(xiàn)為典型的花葉狀，植株矮化，不能 正常抽雄結(jié)實(shí)，危害嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)量損失達(dá)30-50%，化學(xué)防治效果不明顯。從生態(tài)和經(jīng)濟(jì)角度來(lái) 考慮，培育甘蔗花葉病抗性品種是控制此病的最佳途徑。
[0003] 國(guó)內(nèi)外的研究者，針對(duì)甘蔗花葉病毒的不同抗源的遺傳機(jī)制和基因的定位展開(kāi)了 廣泛的研究。研究發(fā)現(xiàn)在不同遺傳背景和環(huán)境條件下檢測(cè)出多個(gè)抗病毒的QTL，然而由于標(biāo) 記組合、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、作圖群體、統(tǒng)計(jì)方法等差異，定位結(jié)果不盡相同。Melchinger (1998)等 利用RFLP和SSR標(biāo)記對(duì)歐洲玉米自交系D21、D32和FAP1360A抗甘蔗花葉病毒（Sugarcane Mosaic Virus, SCMV)的遺傳進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)抗性基因位點(diǎn)：Scmvl (位于第6染色 體）和Scmv2 (位于第3染色體）。之后，許多研究者開(kāi)展了這兩個(gè)基因的精細(xì)定位工作。 Xia等（1999)利用（D32 XD145) F2群體（214個(gè)單株)，通過(guò)94個(gè)標(biāo)記對(duì)抗SCMV的基因進(jìn) 行定位，檢測(cè)到5個(gè)QTL，分別位于第1、3、5、6和10號(hào)染色體上。陳旭（2004)利用X178 和B73組配的F 2群體，定位了 5個(gè)抗性QTL，分別位于第2、3、5、6和9號(hào)染色體上。Wu等 (2007)用此17和四一組配的&群體，將5〇1^1和5〇1^2分別定位在第3號(hào)染色體11111(31527 和phi053之間、第6號(hào)染色體umc2311和bnlgl371間，兩個(gè)區(qū)段都小于2cM。Liu等（2009) 利用黃早四和M 〇17的組配的239個(gè)重組自交系群體定位了一個(gè)主效抗性基因，位于第6號(hào) 染色體，可以解釋表型的50%以上。綜合大量的定位研究發(fā)現(xiàn)：不同的群體組合都可以檢測(cè) 到第3和6號(hào)染色體上QTL位點(diǎn)的效應(yīng)，且第6號(hào)染色體上的Scmvl位點(diǎn)是一個(gè)主效的QTL 位點(diǎn)，而第3號(hào)染色體上的Scmv2是一個(gè)微效的位點(diǎn)。Xing等（2006)通過(guò)近等基因系材料 研究這兩個(gè)QTL位點(diǎn)的作用機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，Scmvl基因在侵染的早期就開(kāi)始發(fā)揮作用。而較 之Scmvl，Scmv2作用明顯要推遲，當(dāng)Scmvl、Scmv2兩個(gè)位點(diǎn)只帶有其中一個(gè)抗病基因的植 株在接種后第二周都會(huì)出現(xiàn)感病表型，兩個(gè)位點(diǎn)純合的抗性要高于雜合基因型的抗性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種玉米ZmTrxh基因及其應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明提供的一種蛋白，為如下（1)或（2)所示：
[0006] (I) SEQ ID No. 2 所示的蛋白；
[0007] (2)將SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或 缺失和/或添加且功能相同的蛋白質(zhì)。
[0008] 上述蛋白的編碼基因也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0009] 上述編碼基因中，所述編碼基因?yàn)槿缦轮兄辽僖环N：
[0010] I) SEQ ID No. 3中自5'末端起第34位至第393位核苷酸所示的DNA分子；
[0011] 2) SEQ ID No. 3 所示的 DNA 分子；
[0012] 3) SEQ ID No. 1 所示的 DNA 分子；
[0013] 4)在嚴(yán)格條件下與1)或2)或3)限定的DNA分子雜交且編碼所述蛋白質(zhì)的DNA 分子；
[0014] 5)與1)或2)或3)或4)限定的DNA分子具有90%以上的同一性且編碼所述蛋 白質(zhì)的DNA分子。
[0015] 含有上述任一所述編碼基因的重組載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌也屬于 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016] 一種制備轉(zhuǎn)ZmTrxh基因植物的方法也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，包括如下步驟：將 上述蛋白的編碼基因?qū)氤霭l(fā)植物中，得到轉(zhuǎn)基因植物；與出發(fā)植物相比，轉(zhuǎn)基因植物的甘 蔗花葉病毒抗性增強(qiáng)。
[0017] 上述方法中，所述編碼基因?yàn)樯鲜鋈我凰龅木幋a基因。
[0018] 上述任一所述的方法中，所述編碼基因中SEQ ID No. 1所示的DNA分子是通過(guò)重 組表達(dá)載體導(dǎo)入的，所述重組表達(dá)載體是將所述SEQ ID No. 1所示的DNA分子插入出發(fā)載 體pCAMBIA1300的多克隆位點(diǎn)得到的。
[0019] 上述任一所述的方法中，所述植物為玉米。
[0020] 上述蛋白、上述任一所述的編碼基因在增強(qiáng)植物甘蔗花葉病毒抗性中的應(yīng)用也屬 于本發(fā)明的保護(hù)范圍；
[0021] 所述甘蔗花葉病毒具體為SCMV-BJ病毒。
[0022] 上述應(yīng)用中，所述植物為玉米。
[0023] 本發(fā)明提供的玉米抗甘蔗花葉病毒病的主效基因 ZmTrxh可提高玉米對(duì)甘蔗花葉 病毒病的抗性。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為F2群體的構(gòu)建。
[0025] 圖2為玉米自交系FAP1360A、黃早四以及1145在Scmvl區(qū)段的BAC重疊群。
[0026] 圖3為pCAMBIA1300載體示意圖。
[0027] 圖4為轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)載體插入片段。
[0028] 圖5為轉(zhuǎn)基因植株的鑒定。
[0029] 圖6為轉(zhuǎn)基因植株的抗病性統(tǒng)計(jì)。
[0030] 圖7為ZmTrxh基因的全長(zhǎng)CDNA的3'末端和5'末端擴(kuò)增產(chǎn)物的瓊脂糖凝膠電泳。
[0031] 圖8為ZmTrxh基因的結(jié)構(gòu)。
[0032] 圖9為pEZS-NL載體示意圖。
[0033] 圖10為ZmTrxh蛋白的亞細(xì)胞定位。
[0034] 圖11為ZmTrxh基因的組織表達(dá)分布。
[0035] 圖12為ZmTrxh基因的表達(dá)與SCMV病毒侵入時(shí)間的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0037] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0038] 玉米抗病自交系FAP1360A (ScmvlScmvlScmv2Scmv2)、玉米感病自交系F7 (scmvlscmvlscmv2scmv2)、玉米自交系黃C (感?。?、玉米自交系X178 (抗?。?、玉米自交系 鄭58 (感?。⒂衩鬃越幌挡?-2 (抗?。┰谖墨I(xiàn)"Tao Y，Jiang L，Liu Q，et al. Combined linkage and association mapping reveals candidates for Scmvlj a major locus involved in resistance to sugarcane mosaic virus (SCMV) in maize. BMC plant biology，2013, 13 (I) : 162. "中公開(kāi)過(guò)，公眾可從中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
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