枸杞属野生种抗炭疽病相关基因的克隆和功能解析

成果基本信息
关键词：	枸杞;抗炭疽病;相关基因;野生种
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9642018J136	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	宁夏农林科学院枸杞工程技术研究所	技术水平：
评价证书号：	75000203-1317	评价单位：	国家自然科学基金委员会
评价日期：	2018.03.20	评价证书号：	75000203-1317

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
枸杞产业是宁夏特色优势产业，是我区经济发展的支柱性产业之一。由于枸杞茎叶枝梢繁茂、鲜嫩，营养丰富，因此在生产中易遭受多种病虫害的危害，其中枸杞炭疽病是枸杞生产中危害性最大的真菌性病害之一，利用抗病枸杞种质培育抗性新品种是控制枸杞炭疽病的安全、经济和有效的基本途径，因此，对中国野生枸杞种质资源中抗炭疽病相关基因进行鉴别、挖掘及利用，对于培育高效、稳定、广谱的高产优质抗病品种、促进对枸杞抗炭疽病机理的探索，具有重要的价值。　　本项目主要采用转录组学测序分析技术，对枸杞抗病野生种质受炭疽病菌侵染前后的差异表达转录谱进行分析，分离筛选枸杞抗炭疽病相关基因，分析和验证侵染后不同时间抗病相关基因的表达模式，并鉴定其基因功能，从而初步解析枸杞抗炭疽病的分子机制。取得的重要结果包括：1、对抗性种质应答枸杞炭疽病菌的高通量转录组研究，共获得208290条Unigene，Unigene N50长度为1011bp，其中133076条Unigene得到SwissProt等数据库注释，检测到SSR共35386个，抗性种质接种病原菌后三个时间点与对照相比分别获得了10476、9677和899个差异基因，其中三个时间点特异表达差异基因分别为4106、2937和138个，共同表达的差异基因有331个。差异表达基因参与的抗病相关的Kegg Pathway有Plant-pathogen interaction(各时间点分别有45、51、8个基因参与)、Plant hormone signal transduction(三时间点分别有26、43、11个基因参与)、Peroxisome(各时间点分别有56、59、2个基因参与)、Phenylpropanoid biosynthesis(三时间点分别有3、52、17个基因参与)等。筛选出抗炭疽病相关候选基因有：病程相关蛋白1(PR1)；过氧化物酶；乙烯信号转导导途径中相关基因EIN3、乙烯受体ETR, ERS基因以及EBF1；参与苯丙烷等多种次生代谢产物途径的木质素合成关键酶咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶；苯丙氨酸解氨酶；WRKY类型转录因子等。2、对差异表达基因的表达模式进行了实时荧光定量PCR验证和分析，结果表明qRT-PCR表达趋势基本与RNA-Seq结果相符合，其中一个注释为PR1蛋白的基因在炭疽病菌接种后，表达量上调幅度较大。3、建立了枸杞基于烟草脆裂病毒载体的病毒诱导基因沉默体系，构建了PR1基因的TRV-VIGS载体。　　枸杞抗炭疽病的可能分子机制为：接种炭疽病菌后枸杞抗性种质产生的防御性植物激素类物质含量发生变化，诱导植物抗病反应，合成积累病程相关蛋白，抵抗病原菌的侵染；另外，病原菌的侵染促使苯丙烷等代谢途径中的相关基因表达发生变化，产生更多抗性次生代谢产物，参与抗病反应。

成果名称：	枸杞属野生种抗炭疽病相关基因的克隆和功能解析	关键词：	枸杞;抗炭疽病;相关基因;野生种
成果类别：		一级分类名称：	中草药种植
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2014.01 至2017.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	宁夏农林科学院枸杞工程技术研究所	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	49.00	评价单位：	国家自然科学基金委员会
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.03.20	转让范围：
评价证书号：	75000203-1317	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	9642018J136
成果简介：	枸杞产业是宁夏特色优势产业，是我区经济发展的支柱性产业之一。由于枸杞茎叶枝梢繁茂、鲜嫩，营养丰富，因此在生产中易遭受多种病虫害的危害，其中枸杞炭疽病是枸杞生产中危害性最大的真菌性病害之一，利用抗病枸杞种质培育抗性新品种是控制枸杞炭疽病的安全、经济和有效的基本途径，因此，对中国野生枸杞种质资源中抗炭疽病相关基因进行鉴别、挖掘及利用，对于培育高效、稳定、广谱的高产优质抗病品种、促进对枸杞抗炭疽病机理的探索，具有重要的价值。　　本项目主要采用转录组学测序分析技术，对枸杞抗病野生种质受炭疽病菌侵染前后的差异表达转录谱进行分析，分离筛选枸杞抗炭疽病相关基因，分析和验证侵染后不同时间抗病相关基因的表达模式，并鉴定其基因功能，从而初步解析枸杞抗炭疽病的分子机制。取得的重要结果包括：1、对抗性种质应答枸杞炭疽病菌的高通量转录组研究，共获得208290条Unigene，Unigene N50长度为1011bp，其中133076条Unigene得到SwissProt等数据库注释，检测到SSR共35386个，抗性种质接种病原菌后三个时间点与对照相比分别获得了10476、9677和899个差异基因，其中三个时间点特异表达差异基因分别为4106、2937和138个，共同表达的差异基因有331个。差异表达基因参与的抗病相关的Kegg Pathway有Plant-pathogen interaction(各时间点分别有45、51、8个基因参与)、Plant hormone signal transduction(三时间点分别有26、43、11个基因参与)、Peroxisome(各时间点分别有56、59、2个基因参与)、Phenylpropanoid biosynthesis(三时间点分别有3、52、17个基因参与)等。筛选出抗炭疽病相关候选基因有：病程相关蛋白1(PR1)；过氧化物酶；乙烯信号转导导途径中相关基因EIN3、乙烯受体ETR, ERS基因以及EBF1；参与苯丙烷等多种次生代谢产物途径的木质素合成关键酶咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶；苯丙氨酸解氨酶；WRKY类型转录因子等。2、对差异表达基因的表达模式进行了实时荧光定量PCR验证和分析，结果表明qRT-PCR表达趋势基本与RNA-Seq结果相符合，其中一个注释为PR1蛋白的基因在炭疽病菌接种后，表达量上调幅度较大。3、建立了枸杞基于烟草脆裂病毒载体的病毒诱导基因沉默体系，构建了PR1基因的TRV-VIGS载体。　　枸杞抗炭疽病的可能分子机制为：接种炭疽病菌后枸杞抗性种质产生的防御性植物激素类物质含量发生变化，诱导植物抗病反应，合成积累病程相关蛋白，抵抗病原菌的侵染；另外，病原菌的侵染促使苯丙烷等代谢途径中的相关基因表达发生变化，产生更多抗性次生代谢产物，参与抗病反应。
联系人：	周旋	成果登记日期：	2018-11-27
联系人email：		单位代码：	96401093
邮政编码222：	750002	联系人电话：	18095492588
单位传真：		单位通讯地址：	宁夏回族自治区银川市金凤区黄河东路590号
单位所在省市：		单位电话：	0951-6886783;13629513575
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	中国农业科学院植物保护研究所	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	曲玲;李彦龙;焦恩宁;戴国礼;刘兰英;周旋	资源采集日期：	2019-04-15

枸杞属野生种抗炭疽病相关基因的克隆和功能解析

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