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公開番号2025058903
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2024118032
出願日2024-07-23
発明の名称MAPK遺伝子及びその抗楊樹真菌感染への使用
出願人安徽農業大学,ANHUI AGRICULTURAL UNIVERSITY
代理人SK弁理士法人,個人,個人
主分類C12N 15/29 20060101AFI20250402BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】S. musiva感染に対して、楊樹の関連する感染症、抗病遺伝子、内部の信号経路を探索し、遺伝子工学の手段を用いて楊樹の抗真菌能力を高める手段、また、関連メカニズムを探索し、楊樹の抗病能力を向上させる手段を提供する。
【解決手段】PtMAPK3-1遺伝子は楊樹MAPKカスケード遺伝子の家族メンバーであり、楊樹の抗逆、抗病過程において重要な役割を担う。発現ベクター及び根癌農桿菌遺伝子組換えによる過発現MAPK3-1を構築することにより、過発現PagMAPK3-1のS. musiva浸染後の楊樹体内ROSの蓄積は、病原真菌の植物体内でのさらなる浸染と繁殖に栄養を提供し、K8楊樹におけるPagMAPK3-1が楊樹の抗病反応において負の制御作用を果たしていることを発見した。抗病性の楊樹品種を選別するために分子標識を提供するとともに、楊樹の抗病能力を高めるために制御手段を開示する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
遺伝子は、核酸配列がＳＥＱＩＤＮＯ．３に示されるＰａｇＭＡＰＫ３－１である、ことを特徴とする楊樹抗病の負制御遺伝子。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
ＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子が含まれ、
前記ＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子の配列は、ＳＥＱＩＤＮＯ．３に示される、ことを特徴とする発現ベクター。
【請求項３】
請求項２に記載の発現ベクターが含まれる、ことを特徴とする遺伝子工学菌。
【請求項４】
前記工学菌は、根癌農桿菌である、ことを特徴とする請求項３に記載の遺伝子工学菌。
【請求項５】
請求項１に記載の遺伝子を、楊樹の抗Ｓ．ｍｕｓｉｖａ菌感染のスクリーニングマーカーとして用いる、ことを特徴とする使用。
【請求項６】
前記楊樹は、毛果楊又は８４Ｋ楊樹である、ことを特徴とする請求項５に記載の使用。
【請求項７】
楊樹被験品種のＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子発現が野生型楊樹Ｋ８の発現レベルより顕著に高い時、当該品種はＳ．ｍｕｓｉｖａ菌感染の抗病性の悪い品種であり、
楊樹被験品種のＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子発現が野生型楊樹Ｋ８の発現レベルより顕著に低い時、当該品種はＳ．ｍｕｓｉｖａ菌感染の抗病性の良い品種である、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の使用。
【請求項８】
瞬時トランスフェクションまたは安定トランスフェクションにより、楊樹体内のＭＡＰＫ３－１遺伝子発現を低下させ、楊樹の抗Ｓ．ｍｕｓｉｖａ菌感染能力を向上する、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記楊樹は、毛果楊又は８４Ｋ楊樹である、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物生物技術分野に属し、特に、ＭＡＰＫ遺伝子及びその抗楊樹真菌感染への使用に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
経済と人口の増加に伴い、木材製品資源とバイオエネルギー原料に対する人類の需要は増加しているが、温度の上昇、利用可能な水資源の制限、自然災害の発生確率の増加により、林木の生産力が制限されている。楊樹は成長速度が速く、適応性が強く、輪伐期が短いなどの利点があり、常に板材とパルプ材として世界的に広く栽培されている。しかし、長期にわたって楊樹を大面積に栽培し、楊樹も大量の病虫害に直面している恐れがある。Ｓｐｈａｅｒｕｌｉｎａｍｕｓｉｖａ（亜球胞菌Ｓ．ｍｕｓｉｖａ）による潰瘍病と葉斑病は、楊樹の早期落葉、光合成面積の低下、茎の折れを招き、木材の年間生産量を低下させるだけでなく、楊樹の死亡と植林の失敗を招くことがある。楊樹葉斑病は真菌による病害であり、主に楊樹とその親縁植物を侵染する。亜球胞属（Ｓｐｈａｅｒｕｌｉｎａｓｐｐ．）真菌は葉斑病の病原菌の一種で、植物の落葉と腐敗を引き起こすことができ、軽い者は生産量の低下を招き、重い者は植物の死亡を招く。Ｓｐｈａｅｒｕｌｉｎａｍｕｓｉｖａは楊樹の葉斑症と潰瘍病を引き起こすことができる。それは東部アメリカの黒楊樹（Ｐｏｐｕｌｕｓｄｅｌｔｏｉｄｅｓ）原産で、葉斑症の症状だけを引き起こす。感染しやすい交雑楊樹では、Ｓ．ｍｕｓｉｖａは葉が壊死し、早期の落葉を招き、茎や枝に潰瘍をもたらし、成長速度を低下させ、樹木が微生物に定植されやすいようにする。現在、楊樹栽培地域でのＳ．ｍｕｓｉｖａの蔓延を阻止する方法はまだないが、いったんＳ．ｍｕｓｉｖａが１つの領域に伝播すると、この真菌を除去するのは難しい。現在、化学と生物防除措置は楊樹の発病率を大幅に減らすことができ、また抗病遺伝子組み換え楊樹を創製することは楊樹病害を制御するもう一つの有効な手段である。中国特許第ＣＮ２０２２１０８３７１３１．Ｘ号には、楊樹でＰｔｏＣＸＥ０６遺伝子の過発現を提案し、楊樹の楊樹爛皮病菌に対する耐性を増強した。中国特許第ＣＮ２０２２１１５８８２７２．９号には、Ｓ．ｍｕｓｉｖａ感染におけるエフェクトタンパク質ＳｍＣＳＥＰ３を発見し、楊樹中でＳｍＣＳＥＰ３を瞬時に発現または過発現することを提案し、楊樹の抗Ｓ．ｍｕｓｉｖａ感染の能力。そのため、遺伝子工学技術と植物の抗病性を結合し、楊樹の抗病研究を展開し、抗病の関連制御メカニズムを探索することは、楊樹人工林の生存率を高め、木材の生産量を増やし、景観生態を保護することに重要な意義を持っている。
【発明の概要】
【０００３】
現在、Ｓ．ｍｕｓｉｖａ感染に対して、楊樹の関連する感染症、抗病遺伝子、内部の信号経路を探索し、遺伝子工学の手段を用いて楊樹の抗真菌能力を高める研究はまだ比較的に少なく、さらに深くする必要がある。本発明の目的は、関連メカニズムを探索し、楊樹の抗病能力を向上させるためのより多くの手段を提案することにある。
【０００４】
これに基づいて、本発明は以下の技術案を提案する。
【０００５】
本発明の一態様では、本発明は、遺伝子は、核酸配列がＳＥＱＩＤＮＯ．３に示されるＰａｇＭＡＰＫ３－１である楊樹抗病の負制御遺伝子を提供する。
【０００６】
本発明の一態様では、本発明は、ＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子が含まれ、前記ＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子の配列は、ＳＥＱＩＤＮＯ．３に示される発現ベクターを提供する。前記発現ベクターは、原核発現ベクターであってもよいし、真核発現ベクターであってもよい。
【０００７】
本発明の一態様では、本発明は、前記の発現ベクターが含まれる遺伝子工学菌を提供する。好ましくは、前記工学菌は大腸菌、根癌農桿菌の１種である。
【０００８】
本発明の一態様では、本発明は、ＭＡＰＫ３－１遺伝子は楊樹抗Ｓ．ｍｕｓｉｖａ菌感染のスクリーニングマーカーとして用いる使用を提供する。好ましくは、前記楊樹は、毛果楊（Ｐｏｐｕｌｕｓｔｒｉｃｈｏｃａｒｐａ）又は８４Ｋ楊樹である。
【０００９】
楊樹被験品種のＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子発現が野生型楊樹Ｋ８の発現レベルより顕著に高い時、当該品種はＳ．ｍｕｓｉｖａ菌感染の抗病性の悪い品種であり、楊樹被験品種のＰａｇＭＡＰＫ３－１遺伝子発現が野生型楊樹Ｋ８の発現レベルより顕著に低い時、当該品種はＳ．ｍｕｓｉｖａ菌感染の抗病性の良い品種である。
【００１０】
本発明の一態様では、本発明は、瞬時トランスフェクションまたは安定トランスフェクションにより、楊樹体内のＭＡＰＫ３－１遺伝子発現を低下させ、楊樹の抗Ｓ．ｍｕｓｉｖａ菌感染能力を向上する方法を提供する。
技術効果
（【００１１】以降は省略されています）

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