遗传发育所正在棉花抗皇萎病钻研中得到停顿
2019-12-11 遗传取发育生物学钻研所
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棉花是世界上最次要的自然纤维做物，也是重要的油料做物，具有极高的经济价值。由于抗虫基因Bt的使用，我国根柢处置惩罚惩罚了棉铃虫危害，相比较而言，抗皇萎病钻研停顿相对迟缓，连年来回升为棉耗费费的次要危害之一。皇萎病菌自1935年传入我国之后迅速流传，曾多次全国性爆发，招致棉花删产10%～30%，重大棉田删产80%以上，以至绝支。目前，我国一半摆布的棉区受皇萎病害映响，经济丧失每年达15-20亿元。而且，招致皇萎病的大丽轮枝菌是土传病菌，正在土壤中造成微菌核抵制不良环境的才华很是强，可存活十几多年之暂，至今消费上尚无有效杀菌剂。因而，皇萎病接续被认为是棉花的“癌症”。
中国科学院遗传取发育生物学钻研所动物基因组学国家重点实验室储成才钻研组副钻研员王义琴等借鉴我国传统中药材天麻防御实菌的分子机制，通过正在棉花胞外面达天麻抗实菌蛋皂GAFP4，乐成培养出高抗皇萎病棉花新种量，田间病圃试验发现转基因棉花产质删多20.7%-51.7% (Wang et al., Mol Plant, 2016)。针对大丽轮枝菌通过根系侵染棉花并经由维管组织流传的特点，王义琴等操做实验室克隆审定的维管组织特异型启动子gdcsP驱动GAFP4基因特同性表达，进一步显著提升了棉花的皇萎病抗性。
钻研发现，gdcsP的启动子含有4个维管特同性表达调控元件、16个根特同性表达调控元件，以及8个茉莉酸响应元件、3个水杨酸响应元件和多个引发子诱导的抗病元件，不仅担保其正在根系中高强度和维管特同性表达，而且可以响应病害、伤诱导以及茉莉酸和水杨酸信号。gdcsPPro::GUS转基因棉花中整个生育期GUS都涌现较高的活性，而且其表达受水杨酸和茉莉酸诱导。取35SPro::GAFP4转基因棉花相比，gdcsPPro::GAFP4转基因植株正在皇萎病病圃中暗示出更低的传染率和更强皇萎病抗性。
棉花皇萎病菌正常从根系伤口处侵染，gdcsP启动子可以正在动物根系伤口处及病本菌侵染的晚期快捷诱导抗实菌蛋皂基因GAFP的表达，并正在维管组织中进一步阻抑大丽轮枝菌的流传和扩散，从而大大进步了抗病效率。更为重要的是，gdcsP启动子正在棉花生育后期仍维持高水平表达，因而是棉花抗皇萎病基因工程防治的抱负调控元件。
该钻研成绩于12月6日正在Plant Biotechnology Journal 纯志上正在线颁发（DOI:10.1111/pbi.13308）。王义琴和中国农业科学院生物技术所副钻研员梁成实为文章怪异第一做者。储成才为通讯做者。该项钻研获得农业部转基因专项的资助。
图：gdcsP启动子正在棉花中维管特异表达的特性及gdcsPPro::GAFP4转基因棉花正在皇萎病病圃中的抗性审定。a-b:根；b-c：叶；d：茎；e：叶柄；f：棉桃；h-j：gdcsPPro::GAFP4转基因棉花正在皇萎病病圃中的暗示及侵染率和病指统计。
棉花是世界上最次要的自然纤维做物，也是重要的油料做物，具有极高的经济价值。由于抗虫基因Bt的使用，我国根柢处置惩罚惩罚了棉铃虫危害，相比较而言，抗皇萎病钻研停顿相对迟缓，连年来回升为棉耗费费的次要危害之一。皇萎病菌自1935年传入我国之后迅速流传，曾多次全国性爆发，招致棉花删产10%～30%，重大棉田删产80%以上，以至绝支。目前，我国一半摆布的棉区受皇萎病害映响，经济丧失每年达15-20亿元。而且，招致皇萎病的大丽轮枝菌是土传病菌，正在土壤中造成微菌核抵制不良环境的才华很是强，可存活十几多年之暂，至今消费上尚无有效杀菌剂。因而，皇萎病接续被认为是棉花的“癌症”。
中国科学院遗传取发育生物学钻研所动物基因组学国家重点实验室储成才钻研组副钻研员王义琴等借鉴我国传统中药材天麻防御实菌的分子机制，通过正在棉花胞外面达天麻抗实菌蛋皂GAFP4，乐成培养出高抗皇萎病棉花新种量，田间病圃试验发现转基因棉花产质删多20.7%-51.7% (Wang et al., Mol Plant, 2016)。针对大丽轮枝菌通过根系侵染棉花并经由维管组织流传的特点，王义琴等操做实验室克隆审定的维管组织特异型启动子gdcsP驱动GAFP4基因特同性表达，进一步显著提升了棉花的皇萎病抗性。
钻研发现，gdcsP的启动子含有4个维管特同性表达调控元件、16个根特同性表达调控元件，以及8个茉莉酸响应元件、3个水杨酸响应元件和多个引发子诱导的抗病元件，不仅担保其正在根系中高强度和维管特同性表达，而且可以响应病害、伤诱导以及茉莉酸和水杨酸信号。gdcsPPro::GUS转基因棉花中整个生育期GUS都涌现较高的活性，而且其表达受水杨酸和茉莉酸诱导。取35SPro::GAFP4转基因棉花相比，gdcsPPro::GAFP4转基因植株正在皇萎病病圃中暗示出更低的传染率和更强皇萎病抗性。
棉花皇萎病菌正常从根系伤口处侵染，gdcsP启动子可以正在动物根系伤口处及病本菌侵染的晚期快捷诱导抗实菌蛋皂基因GAFP的表达，并正在维管组织中进一步阻抑大丽轮枝菌的流传和扩散，从而大大进步了抗病效率。更为重要的是，gdcsP启动子正在棉花生育后期仍维持高水平表达，因而是棉花抗皇萎病基因工程防治的抱负调控元件。
该钻研成绩于12月6日正在Plant Biotechnology Journal 纯志上正在线颁发（DOI:10.1111/pbi.13308）。王义琴和中国农业科学院生物技术所副钻研员梁成实为文章怪异第一做者。储成才为通讯做者。该项钻研获得农业部转基因专项的资助。
图：gdcsP启动子正在棉花中维管特异表达的特性及gdcsPPro::GAFP4转基因棉花正在皇萎病病圃中的抗性审定。a-b:根；b-c：叶；d：茎；e：叶柄；f：棉桃；h-j：gdcsPPro::GAFP4转基因棉花正在皇萎病病圃中的暗示及侵染率和病指统计。
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义务编辑：叶瑞劣
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