薄荷非特异性脂质转运蛋白、基因及其应用

本发明涉及植物分子生物学，尤其是涉及一种薄荷非特异性脂质转运蛋白、基因及其应用。

背景技术：

1、蓟马，昆虫纲缨翅目的统称，蓟马种类很多，在花卉、蔬菜上发生为害的主要种类有花蓟马、葱蓟马等，此外还有稻蓟马、西花蓟马等。蓟马是农业害虫，以成虫和若虫锉吸植株幼嫩组织(枝梢、叶片、花、果实等)汁液，被害的嫩叶、嫩梢变硬卷曲枯萎，叶片上有密集的小白点或灰白色、灰褐色斑，植株生长缓慢，逐渐皱缩干枯；幼嫩果实(如茄子、黄瓜、西瓜等)被害后会硬化，严重时造成落果，严重影响农业产量和价值，而且蓟马也是重要的植物病毒传播介体。近年来蓟马虫害发生严重，一年四季均有发生，在生产上的措施是以使用化学农药为主，如吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、氟啶虫胺腈、螺虫乙酯、乙基多杀菌素、阿维菌素、吡丙醚、高效氯氟氰菊酯等。化学农药在有效控制害虫方面发挥着不可或缺的作用，然而喷洒农药的防治效果有限，且长期使用会对人类健康和生态环境带来影响。寻找抗虫基因、利用植物自身的抗性控制虫害，减少化学农药施用，对农业发展至关重要。

2、薄荷是唇形科多年生草本植物，因植株具有独特的香气而作为香料作物。薄荷中富含丰富的精油成分，如薄荷醇、薄荷酮、异薄荷酮、胡薄荷酮、柠檬烯等。薄荷精油被广泛应用于食品、化工、医药等领域，具有重要的经济价值。薄荷也是我国传统中药材，具有疏散风热、清利头目等功效。我国是世界上最大的薄荷精油、薄荷醇消费国，薄荷作为薄荷精油提取的源植物、作为广泛应用的药材，对薄荷品质品相、农药残留要求严格。薄荷生长喜温暖潮湿，容易滋生病虫害，因此培育高抗性优良薄荷种质资源，生产无公害薄荷，减少经济损失，具有十分重要的意义。

3、以前薄荷抗性种质资源挖掘主要依赖于传统的杂交育种，育种缓慢，周期长，过程复杂。随着高通量组学技术的发展和应用，新基因挖掘与功能解析、产量品质和抗性等重要性状形成的分子机制研究取得了重大进展,得分子育种、分子设计育种等手段得以发展和不断完善。因此，挖掘薄荷中能够提高抗性性状的功能基因，通过遗传育种的新技术，如分子育种、基因工程技术、基因编辑技术等，在提高薄荷属植物育种效率方面发挥积极作用，实现精准育种。

4、通过挖掘抗虫相关基因，利用抗虫基因培育抗虫转基因植物，能够抑制害虫种群，提高植物抗虫性，成本低，特异性好，对环境影响小。常规的抗虫作物育种主要是基于表达的抗虫蛋白的杀虫活性，如转基因bt抗虫棉等。而植物自身也存在众多应对害虫的相关基因，能够调控植物发育或者调控体内代谢产物变化启动自身化学防御和物理防御，从而提高植物对害虫的抗性。薄荷是“药食同源”的植物，更适合挖掘利用自身基因启动防御的机制，精准育种，但目前对薄荷抗虫相关基因的了解还非常有限，应用也非常少。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种薄荷非特异性脂质转运蛋白及其编码基因，以至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种薄荷非特异性脂质转运蛋白，包括由seq id no.2所述的氨基酸序列组成的蛋白质。

4、本发明还提供了编码上述的薄荷非特异性脂质转运蛋白的基因。

5、进一步地，所述基因包括如seq id no.1所示的核苷酸序列。

6、本发明还提供了含有上述的基因的生物材料；

7、优选地，所述生物材料包括重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

8、本发明还提供了上述的薄荷非特异性脂质转运蛋白、基因或生物材料在提高薄荷蓟马抗性中的应用。

9、此外，本发明还提供了一种培育具有蓟马抗性的薄荷的方法，包括在受体薄荷中提高上述的基因或生物材料的表达量和/或薄荷非特异性脂质转运蛋白的活性，得到阳性植株；所述阳性植株对蓟马的抗性高于所述受体薄荷。

10、进一步地，通过将上述的基因或生物材料导入受体薄荷中，得到具有蓟马抗性的薄荷。

11、进一步地，所述生物材料为植物过表达载体。

12、进一步地，包括如下步骤：

13、(a)将植物过表达载体转入农杆菌中，取阳性菌落发酵液作为浸染液；

14、(b)取2-3mm长的薄荷无菌苗茎段，在(a)得到的侵染液中侵染15～25min；

15、(c)侵染后转入共培养基中暗培养48-60小时，之后转入筛选培养基中正常光照培养，待分化出芽后转入生根培养基；

16、(d)取能够正常生根的苗得到所述具有蓟马抗性的薄荷。

17、进一步地，所述共培养培养基包括：ms、30g/l蔗糖、5mg/l tdz、0.2mg/l iaa、20％椰汁、200μmol/l乙酰丁香酮和8g/l琼脂，ph 5.8；和/或，

18、所述筛选分化培养基包括：ms、30g/l蔗糖、5mg/l tdz、0.2mg/l iaa、20％椰汁、150mg/l头孢、30mg/l kan和8g/l琼脂，ph 5.8；和/或，

19、所述生根培养基包括：ms、30g/l蔗糖、100mg/l头孢、50mg/l卡那霉素和8g/l琼脂，ph 5.8。

20、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

21、1、本发明提供了一个薄荷的非特异性脂质转运蛋白、基因和生物材料，通过转基因手段将其在薄荷中过量表达，能够显著提高转基因株系的抗蓟马能力，实现精准育种，在提高薄荷属植物育种效率方面发挥积极作用。

22、2、应用薄荷自身的基因，以基因工程技术实现薄荷抗花蓟马侵食，更为安全，降低对化学农药对自然环境、人体健康的危害，对薄荷产业持续发展意义重大。

23、3、为其它物种提供了抗虫的抗性基因资源。

技术特征：

1.一种薄荷非特异性脂质转运蛋白，其特征在于，包括由seq id no.2所述的氨基酸序列组成的蛋白质。

2.编码权利要求1所述的薄荷非特异性脂质转运蛋白的基因。

3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于，包括如seq id no.1所示的核苷酸序列。

4.含有权利要求2或3所述的基因的生物材料；

5.权利要求1所述的薄荷非特异性脂质转运蛋白、权利要求2或3所述的基因或权利要求4所述的生物材料在提高薄荷蓟马抗性中的应用。

6.一种培育具有蓟马抗性的薄荷的方法，其特征在于，包括在受体薄荷中提高权利要求2或3所述的基因或权利要求4所述的生物材料的表达量和/或权利要求1所述的薄荷非特异性脂质转运蛋白的活性，得到阳性植株；所述阳性植株对蓟马的抗性高于所述受体薄荷。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过将权利要求2或3所述的基因或权利要求4所述的生物材料导入受体薄荷中，得到具有蓟马抗性的薄荷。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物材料为植物过表达载体。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述共培养培养基包括：ms、30g/l蔗糖、5mg/ltdz、0.2mg/liaa、20％椰汁、200μmol/l乙酰丁香酮和8g/l琼脂，ph 5.8；和/或，

技术总结
本发明提供了一种薄荷非特异性脂质转运蛋白、基因及其应用，涉及植物分子生物学技术领域，本发明提供了一个薄荷的非特异性脂质转运蛋白、基因和生物材料，通过转基因手段将其在薄荷中过量表达，能够显著提高转基因株系的抗蓟马能力，实现精准育种，在提高薄荷属植物育种效率方面发挥积极作用。应用薄荷自身的基因，以基因工程技术实现薄荷抗花蓟马侵食，更为安全，降低对化学农药对自然环境、人体健康的危害，对薄荷产业持续发展意义重大。

技术研发人员：李莉,梁呈元,陈秋彤,王靖婷,周晓春
受保护的技术使用者：江苏省中国科学院植物研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27