本發(fā)明涉及線蟲防治，特別是涉及玉米zmchi基因在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、咖啡短體線蟲是一種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要經(jīng)濟(jì)危害性的植物病原線蟲，其對(duì)多種作物的根系造成嚴(yán)重的危害，給全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。短體線蟲通過(guò)侵染根部組織導(dǎo)致作物根系發(fā)育受阻、根系腐爛，引起作物的生長(zhǎng)遲緩和植株死亡。線蟲口針對(duì)作物根部造成的機(jī)械性損傷，使植物更容易感染其他病原體，如細(xì)菌、真菌和病毒等，從而增加了植物罹患其他病害的風(fēng)險(xiǎn)，給當(dāng)前全球糧食危機(jī)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)咖啡短體線蟲侵染機(jī)制和防控的深入研究具有重大理論指導(dǎo)和生產(chǎn)實(shí)踐意義。

2、近年來(lái)植物寄生線蟲已有的研究取得了不少的研究成果，這從多方面加深了對(duì)短體線蟲侵染致病的認(rèn)識(shí)。但是咖啡短體線蟲侵染機(jī)制尚不清楚，與寄主互作調(diào)控寄主植物免疫反應(yīng)促進(jìn)寄生的相關(guān)研究十分匱乏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供玉米zmchi基因在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。本研究發(fā)現(xiàn)β-1,4內(nèi)切葡聚糖酶pceng2與玉米幾丁質(zhì)酶(zmchi)互作，促進(jìn)了咖啡短體線蟲對(duì)玉米的侵染寄生。本章以pceng2與zmchi互作為切入點(diǎn)，深入分析兩者互作機(jī)制以及zmchi的抗病途徑。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一，zmchi基因在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用，zmchi基因的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

4、本發(fā)明技術(shù)方案之二，一種提高植物對(duì)短體線蟲抗性的方法，通過(guò)過(guò)表達(dá)植物中zmchi基因，提高該植物對(duì)短體線蟲的抗性。

5、本發(fā)明技術(shù)方案之三，含有zmchi基因的重組載體、表達(dá)盒或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系在提高植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用。

6、本發(fā)明技術(shù)方案之四，zmchi蛋白在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用，zmchi蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3所示。

7、本發(fā)明技術(shù)方案之五，zmchi蛋白在抑制咖啡短體線蟲蟲卵的孵化中的應(yīng)用。

8、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

9、本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，病毒介導(dǎo)的玉米rnai結(jié)果表明rnai-zmchi玉米植株對(duì)咖啡短體線蟲抗性減弱，使用trv-zmchi農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化玉米后zmchi表達(dá)量顯著降低約45％。不同處理組玉米根系接種線蟲60天后統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果表明，rnai-zmchi玉米植株根際侵染蟲量增加約13％，玉米地上部鮮重和根重等生長(zhǎng)量與對(duì)照組相比顯著降低。

10、發(fā)明人構(gòu)建了zmchi過(guò)表達(dá)玉米植株，以野生型玉米植株作為對(duì)照組，結(jié)果表明，zmchi表達(dá)量顯著提高，不同處理組玉米根系接種線蟲60天后統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果表明，zmchi過(guò)表達(dá)玉米植株根際侵染蟲量降低，玉米地上部鮮重和根重等生長(zhǎng)量顯著提高，玉米對(duì)咖啡短體線蟲的抗性顯著增強(qiáng)。因此，玉米zmchi在抑制線蟲侵染和增強(qiáng)寄主抗性方面發(fā)揮重要作用。

11、本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)zmchi-gst能夠顯著抑制咖啡短體線蟲卵的孵化，共孵育處理24h和48h蟲卵孵化率和對(duì)照組相比下降約25.6％。

12、以上結(jié)果證實(shí)zmchi是一個(gè)重要的調(diào)控因子，在調(diào)控玉米抵抗咖啡短體線蟲侵染、致病和卵孵化方面發(fā)揮重要作用。本研究結(jié)果為玉米抗短體線蟲育種提供了理論依據(jù)，同時(shí)也為短體線蟲新型防控藥物的研發(fā)提供了潛在的防治靶標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.玉米zmchi基因在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用，其特征在于，zmchi基因的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，沉默或敲除zmchi基因，降低植物對(duì)短體線蟲的抗性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物包括玉米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述對(duì)短體線蟲包括咖啡短體線蟲、玉米短體線蟲、斯克里布納短體線蟲和桑尼短體線蟲。

5.一種提高植物對(duì)短體線蟲抗性的方法，其特征在于，通過(guò)過(guò)表達(dá)植物中zmchi基因，提高該植物對(duì)短體線蟲的抗性。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述過(guò)表達(dá)植物中zmchi基因的方法選自以下方法中的至少一種：

7.含有zmchi基因的重組載體、表達(dá)盒或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系在提高植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用。

8.zmchi蛋白在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用，其特征在于，zmchi蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3所示。

9.zmchi蛋白在抑制咖啡短體線蟲蟲卵的孵化中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了玉米ZmCHI基因在調(diào)控植物對(duì)短體線蟲抗性中的應(yīng)用，屬于植物病原線蟲防治技術(shù)領(lǐng)域。ZmCHI基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.4所示，其編碼蛋白的氨基酸序列為SEQ?ID?NO.3所示。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過(guò)病毒介導(dǎo)的VIGS沉默玉米ZmCHI基因，ZmCHI表達(dá)量顯著降低約45％，RNAi?ZmCHI玉米植株根際侵染蟲量增加約13％，玉米地上部鮮重和根重等生長(zhǎng)量顯著降低。過(guò)表達(dá)ZmCHI基因，ZmCHI表達(dá)量顯著提高，ZmCHI過(guò)表達(dá)玉米植株根際侵染蟲量與對(duì)照組相比顯著降低，玉米地上部鮮重和根重等生長(zhǎng)量顯著提高，玉米對(duì)咖啡短體線蟲的抗性顯著增強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：李宇,王珂,李洪連,王碩,施艷,袁虹霞,林凡康
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/26