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马铃薯StRTP7基因及其在抗病育种中的应用

来源：花匠小妙招时间：2025-06-17 15:27

本发明属于基因工程，涉及植物免疫调控机制，具体涉及一种strtp7基因及其在马铃薯抗病育种中的应用。

背景技术：

1、在植物与病原菌的亲和互作过程中，病原菌通过借助一系列由植物调控因子参与的营养传递、分子交换以及激素信号转导过程，成功实现侵染和定植。当植物缺失这些病原菌侵染必需的免疫负调控因子时，可使植物表现出对病原菌广谱且持久的抗性。因此通过生物技术手段在植物中敲除免疫负调控因子，以提高植物对病原菌的持久抗性，已经成为作物育种的新策略。

2、疫霉菌(phytophthora)属卵菌(oomycetes)，是一类形态与真菌相似但与藻类同界的真核微生物。疫霉菌是一类重要的植物病原卵菌，能够侵染多种粮食和经济作物，常常造成毁灭性的作物病害，严重威胁粮食生产。由于疫霉菌的遗传变异和毒性进化能力强，导致作物的品种抗病性丧失问题突出，使得作物疫霉病的防治难度大，高度依赖化学农药。因此，认识植物对疫霉菌感病的遗传基础，探索抗病新策略，鉴定免疫调控基因并解析其分子机理，对分子设计抗病新基因和作物抗病育种以及保障粮食安全具有重要的意义。

3、目前对免疫负调控因子在增强马铃薯抗性方面已经有初步探索：通过沉默其他物种免疫负调控因子的直系同源基因，增强马铃薯对疫霉菌的抗性。2016年sun等通过反向遗传学手段在马铃薯上通过rnai技术分别沉默包括dmr1和dmr6在内的六个已知的植物免疫负调控因子在马铃薯中的直系同源基因，提高了马铃薯对致病疫霉的抗性(sun etal.2016.silencing of six susceptibility genes results in potato late blightresistance.transgenic res,25(5):731-742.)。在马铃薯中沉默拟南芥dnd1的同源基因，能够提高其对于致病疫霉菌和霜霉菌的抗性(sun et al.2016.down-regulation ofarabidopsis dnd1 orthologs in potato and tomato leads to broad-spectrumresistance to late blight and powdery mildew.transgenic res,25(2):123-138.)。可见，结合正向或反向遗传学手段可以更快地开展卵菌免疫负调控因子的挖掘和免疫机制研究。同时，鉴定并开展植物免疫负调控因子的研究不仅可提高人类对于病原菌致病机理的认识，同时具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、由于疫霉菌毒性变异能力强，导致作物品种抗性丧失的问题突出，因此探索植物-疫霉菌互作的分子机理，挖掘新的植物对疫霉菌免疫调节基因，对植物抗病育种有着重要的指导意义。本发明旨在利用分子生物学和基因工程手段提高马铃薯的抗病性，发掘具有调控马铃薯抗病性的功能基因，拓展功能基因在提高马铃薯抗病性方面的应用。

2、为实现本发明的技术目的，本发明提供了一种马铃薯strtp7基因。沉默所述strtp7基因及共性特异性片段，马铃薯植株对致病疫霉表现出更强的抗性。所述strtp7基因在马铃薯基因组中存在两个同源基因strtp7a和strtp7b，strtp7a基因的核苷酸序列如seq id no：1所示，strtp7b基因的核苷酸序列如seq id no：2所示。所述同源基因strtp7a和strtp7b具有共性特异性片段，所述共性特异性片段的核苷酸序列如seq id no：3所示。本发明为将该基因应用于马铃薯抗病育种提供一定的理论和实践基础。

3、进一步的分子机制研究表明，所述strtp7基因参与stnad7的内含子剪接，降低stnad7成熟转录本的积累量。stnad7的核苷酸序列如seq id no：4所示。

4、基于本发明的记载，本发明首次提出马铃薯strtp7基因及共性特异性片段在马铃薯抗病育种中的应用。具体地，沉默所述strtp7基因(或通过其他可行的方式降低strtp7基因的表达量)增强马铃薯对致病疫霉的抗性。在另一优选的实施例中，沉默所述strtp7基因(同源基因strtp7a和strtp7b)的共性特异性片段增强马铃薯对致病疫霉的抗性，所述共性特异性片段的核苷酸序列如seq id no：3所示。基于本发明的记载，通过降低所述strtp7基因及共性特异性片段的表达丰度(表达量)，可实现马铃薯植株对致病疫霉抗性的增强。

5、再者，本发明提供了一种提高马铃薯对致病疫霉抗性的方法。需要说明的是，本发明并没有限定培育马铃薯抗病植株的具体实现方式，基于本发明揭示的strtp7基因及共性特异性片段，本领域普通技术人员结合现有技术，不难实现马铃薯抗病植株的培育工作。本发明所述方法包括沉默马铃薯strtp7基因，或沉默马铃薯strtp7基因(同源基因strtp7a和strtp7b)的共性特异性片段。strtp7a基因的核苷酸序列如seq id no：1所示，strtp7b基因的核苷酸序列如seq id no：2所示。所述同源基因strtp7a和strtp7b具有共性特异性片段，所述共性特异性片段的核苷酸序列如seq id no：3所示。

6、如上所述，本发明基于所述strtp7基因及共性特异性片段给出的提高马铃薯抗病性方法，以及获得抗疫霉病的马铃薯植株，为解决马铃薯抗病育种研究难题提供了一种行之有效的技术路径，可以说是目前为止最经济、有效、绿色、持久的防治马铃薯疫霉病的方法，同时有效克服了以农业防治和化学防治为主的马铃薯疫霉病防治方法的技术缺陷。

7、还有，本发明给出了所述strtp7基因及共性特异性片段在马铃薯生长(植株高度)调控中的应用。经试验发现，沉默马铃薯strtp7基因(或通过其他可行的方式降低strtp7基因的表达量)，可以降低马铃薯植株高度。在另一优选的实施例中，沉默马铃薯strtp7基因的共性特异性片段，可以降低马铃薯植株高度，所述共性特异性片段的核苷酸序列如seqid no：3所示。本发明惊奇地发现，沉默马铃薯strtp7基因，或沉默马铃薯strtp7基因的共性特异性片段，对马铃薯植株生长具有特定的影响，表现为抑制马铃薯植株节间伸长。

8、与现有技术相比，本发明“马铃薯strtp7基因及其在抗病育种中的应用”具有下述的有益效果或优点：

9、1)本发明首次揭示马铃薯strtp7基因在马铃薯基因组中的两个同源基因strtp7a和strtp7b，其核苷酸序列分别如seq id no：1和seq id no：2所示。同源基因strtp7a和strtp7b具有共性特异性片段，核苷酸序列如seq id no：3所示。通过调控马铃薯strtp7基因表达，实现马铃薯植株对致病疫霉表现出更强的抗性。本发明为解决马铃薯抗病育种研究难题提供了一种行之有效的技术方案，可为创制马铃薯抗病新种质提供技术支持。

10、2)本发明在提高马铃薯植株对致病疫霉的抗病性方面意义重大。借助基因工程技术，通过马铃薯strtp7基因沉默，可提高马铃薯植株对致病疫霉的抗性，本发明为从分子生物学角度防治马铃薯病害提供了新的解决思路，为将该基因应用于马铃薯抗病育种提供一定的理论和实践基础。

11、3)本发明进一步揭示马铃薯strtp7基因及其特异性片段对马铃薯株高具有一定的调控作用，表现为抑制马铃薯植株节间伸长，但不影响马铃薯植株叶片的大小。