大豆钙依赖蛋白激酶基因GmCDPK17的应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115992154A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211109655.3(22)申请日2022.09.13(71)申请人南京农业大学地址210095江苏省南京市玄武区卫岗1号(72)发明人王慧李霄喻德跃王慧琪(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218专利代理师傅婷婷徐冬涛(51)Int.Cl.C12N15/54(2006.01)C12N15/84(2006.01)A01H5/00(2018.01)A01H6/20(2018.01)A01H6/54(2018.01)权利要求书1页说明书5页序列表（电子公布）附图4页(54)发明名称大豆钙依赖蛋白激酶基因GmCDPK17的应用(57)摘要本发明公开了大豆CDPK激酶基因GmCDPK17的应用。SEQIDNO.1所示大豆CDPK激酶基因GmCDPK17在基因工程改造大豆对斜纹夜蛾抗性中的应用。过表达GmCDPK17能够恢复cpk10拟南芥突变体对斜纹夜蛾的敏感性，也能够显著提高大豆对斜纹夜蛾的抗性。本发明所述的大豆CDPK激酶基因GmCDPK17可通过基因工程转化到大豆毛状根中，并最终正调控大豆的对斜纹夜蛾的抗性。CN115992154ACN115992154A权利要求书1/1页1.大豆CDPK激酶基因GmCDPK17在基因工程改造大豆对斜纹夜蛾抗性中的应用，所述的大豆CDPK激酶基因GmCDPK17，编码区序列如SEQIDNO.1所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于过表达所述的GmCDPK17基因能够恢复cpk10拟南芥突变体对斜纹夜蛾的抗性。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于过表达所述的GmCDPK17基因的表达，能够显著提高大豆对斜纹夜蛾的抗性。2CN115992154A说明书1/5页大豆钙依赖蛋白激酶基因GmCDPK17的应用技术领域[0001]本发明涉及大豆钙依赖蛋白激酶基因GmCDPK17的应用，属于基因工程领域。背景技术[0002]大豆作为重要的油料和经济作物，为人类和动物提供了优质的油脂和蛋白。大豆整个生育期内都有植食性昆虫危害，其中斜纹夜蛾取食部位广泛，取食量大，给南方大豆产量造成严重损失。单一的依赖化学农药防治虫害，不仅持续性污染环境、危害人和动物健康，而且诱导昆虫产生抗药性。因此，挖掘和利用大豆抗虫基因，培育抗性品种是大豆害虫防御重要策略之一，对农业可持续发展具有重要研究意义。[0003]前期研究在大豆6号染色体上定位了一个抗虫位点，该位点包含了18个基因，其中一个钙依赖的蛋白激酶基因(calcium‑dependentproteinkinase，CDPK)GmCDPK17。钙依赖蛋白激酶参与植物的生长发育、对生物、非生物胁迫及激素的响应。拟南芥同源基因AtCPK10通过促进水杨酸(SA)的积累提高拟南芥对病原菌的抗性和耐旱性，响应ABA、IAA、2,4‑D、GA(3)和6‑BA激素处理的诱导，参与激素信号通路，调控幼苗根系发育。水稻中的同源基因OsCPK9通过气孔调节增强水稻抗旱能力，调节小穗育性。OsCPK21响应植物激素ABA诱导，提高水稻的耐盐性。烟草中，NtCDPK2与MAPKs共同调控乙烯合成基因的表达，促进乙烯合成。仅有少量基因在植物抗虫方面有功能，这些基因也都来自CDPK亚家族Ⅴ。NaCDPK4和NaCDPK5均参与调控JA的积累，同时参与虫胁迫的响应，突变体植株的抗虫性强。大豆中同属亚家族Ⅴ的GmCDPK38被报道敲除大豆植株对斜纹夜蛾的抗性增强，但该基因与本发明GmCDPK17基因的相似性仅52.06％。但尚未见关于大豆CDPKⅢ亚家族基因具有抗虫性的相关报道。发明内容[0004]本发明的目的在于公开大豆CDPK基因GmCDPK17的抗虫基因工程应用，该基因主要在大豆根中表达，并且在斜纹夜蛾胁迫诱导后于叶片中迅速上调表达。此外，亚细胞定位分析得知GmCDPK17为核定位和膜定位蛋白。GmCDPK17可作为目的基因导入拟南芥和大豆毛状根中，均正调控植株对斜纹夜蛾的抗性。[0005]本发明的目的可通过以下技术方案实现：[0006]大豆CDPK基因GmCDPK17在基因工程改造大豆对斜纹夜蛾抗性中的应用，所述的大豆CDPK基因GmCDPK17编码区序列如SEQIDNO.1所示。[0007]在拟南芥中，过表达GmCDPK17恢复拟南芥cpk10突变体对斜纹夜蛾的抗性。在大豆中，过表达该基因显著提高大豆的抗虫性。[0008]有益效果[0009]GmCDPK17是一种大豆CDPK基因，该基因正调控转基因拟南芥和大豆毛状根对斜纹夜蛾的抗性。通过表达量分析，证明GmCDPK17在大豆根、茎、叶中均有较高的表达，在虫诱导的叶片中上调表达。