与植物抗病性相关的circRNA、来源基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了与植物抗病性相关的circRNA、来源基因及其应用。该circRNA分子的核苷酸序列为序列表中的SEQ ID No.1。本发明专利技术的circRNA及其来源基因对植物抗病途径具有调控作用。本发明专利技术的circRNA及其来源基因的抗病功能对抗病黄瓜品种的培育具有重大意义，有助于丰富蔬菜育种资源。于丰富蔬菜育种资源。

【技术实现步骤摘要】
与植物抗病性相关的circRNA、来源基因及其应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及与植物抗病性相关的circRNA、来源基因及其应用。

技术介绍

[0002]黄瓜(Cucumis sativus L.)在我国蔬菜生产中占据举足轻重的地位，然而，各种病原物常导致黄瓜的产量和品质受到不同程度的影响，甚至造成严重的经济损失。其中，黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus，CGMMV)侵染寄主后，植株叶部、果实表面通常会产生花叶、斑驳症状，形成褪绿斑或疣状突起，严重时可造成植株矮化、开花延迟，最终导致严重减产甚至绝收。近年来，全球植物繁殖材料和种子贸易的日益频繁往来加剧了CGMMV在世界范围内的传播，由其引起的绿斑驳花叶病毒病已成为黄瓜、西瓜和甜瓜等葫芦科作物产量和品质的主要制约因素之一，许多国家和地区已将其列为检疫性有害生物。然而，目前仍无有效的针对该病毒病的田间防治方法和抗病品种。因此，培育抗性稳定、机制特异的新品种是高效防治绿斑驳花叶病等病毒病的关键，而利用分子生物学技术获得抗性品种已成为稳定、长期且经济有效的策略。
[0003]环状RNA(Circular RNA，circRNA)是一种新发现的内源非编码RNA，呈封闭环状。CircRNA是其来源基因(Host gene)通过外显子环化或者内含子环化将3'和5'末端连接起来，进而形成完整的共价闭合环状结构，不受RNA外切酶影响，因而比线性RNA更稳定，更具有保守性，可以在生物体中以多种类型大量存在。CircRNA有三大类：第一类是外显子环化形成的circRNA；第二类是内含子套索化(Intra
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lariat)形成的内含子circRNA，又称ciRNA；第三类是内含子与外显子共同环化成的circRNA(Extron
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intron circRNA)，即EIciRNA。生物信息学分析发现，circRNA的种类会伴随着物种进化程度而表现出多样性。植物circRNA通过细胞类型特异性表达以及组织特异性表达参与花发育、果实成熟、逆境响应等多个生命过程。此外，仅含外显子序列的circRNA作为内源性竞争RNA(Competing endogenous RNA，ceRNA)，可竞争性结合微小RNA(MicroRNA，miRNA)(作为miRNA“海绵”，诱捕miRNA)，影响miRNA的转录后调控功能，即阻止其与靶mRNA结合，从而保护其靶mRNA不被miRNA介导的抑制或降解影响。
[0004]自2014年有学者在拟南芥根部首次发现circRNA后，水稻、玉米、番茄和黄瓜等多种植物的circRNA被陆续鉴定。例如，有研究发现水稻circR5g05160的序列包含与osa
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miR168
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5p和osa
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miR2103结合的潜在靶位点，其来源基因编码一个假定的植物免疫调控因子MPK14，而过表达circR5g05160增强了水稻对稻瘟病菌的抗性。Wang等发现感染黄化曲叶病毒的番茄叶片和对照组样品中分别有83和32个circRNA特异表达，通过烟草脆裂病毒诱导的基因沉默技术(Tobacco rattle virus，TRV；Virus induced gene silencing，VIGS)瞬时沉默了番茄Slcirc108的来源基因——Solyc07g043420.2.1，结果显示处理后的番茄植株中病毒的累积量下降了5倍，其对番茄黄化曲叶病毒侵染表现出一定程度的抗性。Zhu等在黄瓜根和叶片样品中分别鉴定到1934个和44个circRNA可响应盐胁迫并发生差异表
达，其中circRNA Chr3:13041746|13044121(来源基因为Csa6G008780)和Chr6:915006|915916(来源基因为Csa3G185140)与脯氨酸代谢相关。He等研究发现高温胁迫条件下，黄瓜中的7个circRNA可竞争性结合114个差异表达的miRNA，从而干扰其对下游359个靶标mRNA(参与植物激素信号转导、植物
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病原物互作和谷胱甘肽代谢过程)的调控，其中2个circRNA(novel_circ_001543和novel_circ_000876)可作为内源性竞争RNA(Endogenous competing RNA，ceRNA)与miR9748竞争性结合，影响miR9748对其靶基因Csa1M690240.1、Csa6M091930.1和Csa7M405830.1的调控作用，进而在植物激素信号转导通路中介导黄瓜响应高温胁迫。然而，circRNA作为ceRNA抑制miRNA在黄瓜响应CGMMV的侵染方面的研究机制尚不清楚。
[0005]培育抗病性强且抗性稳定的新品种是防治黄瓜绿斑驳花叶病毒病的根本措施，而利用分子生物学技术获得抗性品种已成为稳定、长期且经济有效的策略。基于此，鉴定和筛选受内源miRNA调控的黄瓜抗病毒关键基因，挖掘可竞争性结合miRNA，从而影响miRNA转录后调控功能的circRNA，系统探究黄瓜circRNA、miRNA介导的抗病毒分子机制，可为培育安全、稳定的抗病品种提供理论基础和技术支持。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种与植物抗病性相关的circRNA、来源基因及其应用。
[0007]本专利技术所提供的外显子类型的circRNA分子，名称为circRNA319，其核苷酸序列是SEQ ID No.1。其中，SEQ ID No.1由458个核苷酸组成。
[0008]本专利技术所提供的circRNA的来源基因，名称为CsaV3_4G030800，其核苷酸序列是SEQ ID No.2。其中，SEQ ID No.2由1620个核苷酸组成。
[0009]与circRNA319及其来源基因CsaV3_4G030800相关的生物材料也属于本专利技术的保护范围。
[0010]与circRNA319及其来源基因CsaV3_4G030800相关的生物材料为表达盒，所述表达盒包含编码所述的circRNA分子的核酸分子、或所述的来源基因、或编码抑制所述的circRNA分子或所述的来源基因表达的核酸分子。
[0011]其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0012]在本专利技术的一个实施方式中，编码所述的circRNA分子的核酸分子如SEQ ID No.3或者SEQ ID No.4。
[0013]与circRNA319及其来源基因CsaV3_4G030800相关的生物材料为重组载体，所述重组载体包含编码所述的circRNA分子的核酸分子、或所述的来源基因、或编码抑制所述的circRNA分子或所述的来源基因表达的核酸分子、或所述的表达盒。
[0014]与circRNA319及其来源基因CsaV3_4G030800相关的生物材料为重组微生物，所述重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种circRNA分子，其特征在于，所述circRNA分子的核苷酸序列为序列表中的SEQ ID No.1。2.编码权利要求1所述circRNA分子的核酸分子，优选的，所述编码基因的序列为序列表中的SEQ ID No.3或序列表中的SEQ ID No.4。3.一种circRNA分子的来源基因，其特征在于，所述circRNA的来源基因的核苷酸序列为序列表中的SEQ ID No.2。4.一种表达盒，其特征在于，所述表达盒包含编码权利要求1中所述的circRNA分子的核酸分子、或权利要求3所述的来源基因、或编码抑制权利要求1中所述的circRNA分子或权利要求2所述的来源基因表达的核酸分子。5.一种重组载体，其特征在于，所述重组载体包含编码权利要求1中所述的circRNA分子的核酸分子、或权利要求3中所述的来源基因、或编码抑制权利要求1中所述的circRNA分子或权利要求2所述的来源基因表达的核酸分子、或者权利要求3所述的表达盒。6.一种重组微生物，其特征在于，所述重组微生物包含编码权利要求1中所述的circRNA分子的核酸分子、或权利要求3中所述的来源基因、或编码抑制权利要求1中所述的circRNA分子或权利要求2所述的来源基因表达的核酸分子、或权利要求3所述的表达盒、或权利要求4所述的重组载体。7.一种转基因植物细胞系，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁超琼，李健强，罗来鑫，任博文，苗朔，刘文，
申请(专利权)人：陕西省林业科学院，
类型：发明
国别省市：