CN116854795A - 与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用 - Google Patents

与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116854795A
CN116854795A CN202310777400.2A CN202310777400A CN116854795A CN 116854795 A CN116854795 A CN 116854795A CN 202310777400 A CN202310777400 A CN 202310777400A CN 116854795 A CN116854795 A CN 116854795A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protein
ibpif3
sweet potato
regulating
application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310777400.2A
Other languages
English (en)
Inventor
翟红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Agricultural University
Original Assignee
China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Agricultural University filed Critical China Agricultural University
Priority to CN202310777400.2A priority Critical patent/CN116854795A/zh
Publication of CN116854795A publication Critical patent/CN116854795A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205—Agrobacterium mediated transformation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • C12N15/8245—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine involving modified carbohydrate or sugar alcohol metabolism, e.g. starch biosynthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8282—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for fungal resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8285—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for nematode resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146—Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

本发明涉及生物技术领域，公开了与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用，蛋白质IbPIF3，为如下1)或2)或3)：1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID NO.2所示的蛋白质；2)在序列表中SEQ ID NO.2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；3)将1)或2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关的蛋白质。实验证明，在甘薯中过表达IbPIF3基因会抑制甘薯薯块的生长，降低甘薯薯块果糖、葡萄糖和淀粉含量，但能增强甘薯对蔓割病和茎线虫病的抗性。

Description

与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编 码基因与应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域中与甘薯块根生长发育、淀粉合成和抗病相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用。
背景技术
甘薯是一种重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源植物，其地位显得尤为重要。随着世界人口的快速增长和可耕地面积的减少，粮食生产安全受到了严重的威胁。甘薯是一种耐逆性较强的作物，适宜种植在边际性土地，而不会产生与人争粮，与粮争地的问题。因此进一步改良甘薯品质抗性具有重要意义。
甘薯蔓割病又称镰刀菌枯萎病(Fusarium oxysporum f.sp batatas)，是一种真菌性病害，病菌由土壤通过秧苗基部或根部的伤口，或由带菌种薯通过导管侵入秧苗，在导管组织内繁殖，致使患病植株发生全株性枯萎和死亡，田间表现为地上部分叶片自下而上变黄脱落，茎维管束变成褐色，最后茎部开裂，整株死亡。
甘薯茎线虫病是由甘薯茎线虫引起的。该病既可危害薯块，也可危害藤蔓，受害薯块内部组织呈黑与白的疏松花瓢。
甘薯遗传上表现为高度杂合性、杂交不亲和以及自交高度不育，且抗性性状和产量、品质性状呈负相关，同时甘薯的种质资源日益狭窄等，使得常规育种的应用受到限制。基因工程作为新兴的技术手段，能够不受亲缘关系的限制，打破有利基因和不利基因的连锁，对定向改良甘薯产量、品质和抗性有着重要的理论意义和应用价值。
光敏色素互作因子PIF含有bHLH保守结构域，在拟南芥中PIF隶属于bHLH亚家族15，包括8个成员。所有成员都包含APB和bHLH保守结构域，其中PIF1和PIF3还含有APA，能够与phyA和phyB互作。PIF在光形态建成种作为一类负向调控因子，还参与生物钟、激素信号及胁迫响应。但是PIFs的不同成员的功能也存在差异。研究表明，PIF3可通过与蛋白质的互作或直接影响基因表达在调控种子萌发、下胚轴生长、叶绿素合成、光形态建成、避荫反应、耐冷性等方面发挥重要作用。但在调控块根生长发育、淀粉合成和抗病方面还未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何调控甘薯生长、淀粉合成和抗病性。
为解决上述技术问题，本发明首先提供IbPIF3蛋白、所述调控IbPIF3蛋白编码基因表达量的物质、所述调控IbPIF3蛋白的含量或活性的物质的如下任一应用：
D1)调控甘薯蔓割病抗性中的应用；
D2)调控甘薯茎线虫病抗性中的应用；
D3)调控甘薯块根生长中的应用；
D4)调控甘薯果糖含量中的应用；
D5)调控甘薯葡萄糖含量中的应用；
D6)调控甘薯淀粉含量中的应用；
D7)进行甘薯育种中的应用；
所述IbPIF3蛋白是如下A1、A2或A3的蛋白质：
A1、氨基酸序列是序列表中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列的蛋白质；
A2、将序列表中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且与根生长发育、淀粉合成和/或抗病相关的蛋白质；
A3、在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。
上述应用中，序列表中的SEQ ID No.2由666个氨基酸残基组成。
上述应用中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gap existence cost，Per residue gap cost和Lambda ratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。
上述应用中，所述80％以上的同一性可为至少81％、85％、90％、91％、92％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。
上述应用中，所述IbPIF3蛋白可来源于甘薯。
上述应用中，所述调控IbPIF3蛋白编码基因表达量的物质、所述调控IbPIF3蛋白的含量或活性的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质：B1)在所述基因转录水平上进行的调控；B2)在所述基因转录后进行的调控(也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控)；B3)对所述基因的RNA转运进行的调控(也就是对所述基因的mRNA由细胞核向细胞质转运进行的调控)；B4)对所述基因的翻译进行的调控；B5)对所述基因的mRNA降解进行的调控；B6)对所述基因的翻译后的调控(也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控)。
上述应用中，所述调控IbPIF3蛋白编码基因表达量的物质、所述调控IbPIF3蛋白的含量或活性的物质为与所述的IbPIF3蛋白相关的生物材料；所述生物材料为下述C1-C3中的任一种：
C1、编码所述IbPIF3蛋白的核酸分子；
C2、提高所述IbPIF3蛋白表达的核酸分子；
C3、含有C1或C2所述的核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。
上述应用中，C1或C2所述的核酸分子可以是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。
上述应用中，C1所述核酸分子具体可为编码链的编码序列是序列表中SEQ IDNo.1的第1-2001位的核酸分子。
本申请中，所述调控可为上调或增强或提高，也可为下调或抑制或降低。
本发明还提供蛋白质，为IbPIF3蛋白，是如下A1、A2或A3的蛋白质：
A1、氨基酸序列是序列表中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列的蛋白质；
A2、将序列表中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且与植物根发育相关的蛋白质；
A3、在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。
本发明还提供与所述的IbPIF3蛋白相关的生物材料；所述生物材料为下述C1-C3中的任一种：
C1、编码所述IbPIF3蛋白的核酸分子；
C2、提高所述IbPIF3蛋白表达的核酸分子；
C3、含有C1或C2所述的核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。
本文中，所述育种的目的可为下述任一种：
W1、提高甘薯蔓割病抗性；
W2、提高甘薯茎线虫病抗性。
本文中，所述提高可体现为下述任一种：
Z1、生物胁迫下甘薯H2O2含量降低；
Z2、生物胁迫下甘薯丙二醛含量降低；
Z3、生物胁迫下木质素含量增加。
本发明还提供一种提高甘薯对蔓割病的抗性的方法，所述方法包括步骤M，所述步骤M为增强、提高或上调目的甘薯中所述IbPIF3蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调所述IbPIF3蛋白的编码基因的表达量，来提高甘薯对蔓割病的抗性。
本发明还提供一种提高甘薯对茎线虫病的抗性的方法，所述方法包括步骤M，所述步骤M为增强、提高或上调目的甘薯中所述IbPIF3蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调所述IbPIF3蛋白的编码基因的表达量，来提高甘薯对茎线虫病的抗性。
本发明的实验证明，本发明提供了一种IbPIF3蛋白及其编码基因，将该基因导入甘薯栽培种栗子香中，得到转IbPIF3基因的甘薯植株，发现其与野生型比较，甘薯根的生长受到抑制，果糖、葡萄糖和淀粉含量显著降低，蔓割病和茎线虫病的抗性增强。本发明所提供的IbPIF3蛋白及其编码基因在改变植物块根生长和糖代谢、生物胁迫抗性中具有重要的应用价值。本发明将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。
附图说明
图1为转基因甘薯植株的PCR检测检测结果；其中，M为Maker；W为水对照；P为质粒对照；WT为野生型甘薯品种栗子香植株；OE1、OE2、OE3、OE4、OE5均为转基因甘薯植株。
图2为转基因甘薯植株和野生型甘薯植株IbPIF3基因表达分析；其中，WT为野生型甘薯品种栗子香植株；OE1、OE2、OE3、OE4、OE5为转基因甘薯植株。图中所示数据为平均值±标准差，重复数为3，**代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.01。
图3为转基因甘薯植株和野生型对照植株的表型鉴定和相关生理指标测定；其中，WT为野生型甘薯植株；OE1和OE2为转基因甘薯植株。图3的A为块根照片，图3的B为干物质含量，图3的C为果糖含量，图3的D为葡萄糖含量，图3的E为淀粉含量。图中所示数据为平均值±标准差，重复数为3，*代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.05，**代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.01。
图4为转基因甘薯植株和野生型对照植株的蔓割病抗性鉴定；图4的A为蔓割病抗性表型照片；图4的B为相关生理指标测定结果。其中，WT为野生型甘薯植株；OE1和OE2为转基因甘薯植株。图中所示数据为平均值±标准差，重复数为3，*代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.05，**代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.01。
图5为转基因甘薯植株和野生型对照植株的茎线虫病抗性鉴定；图5的A为茎线虫病抗性鉴定结果，照片从左至右依次为WT、OE1和OE2；图5的B为相关生理指标测定。其中，WT为野生型甘薯植株；OE1和OE2为转基因甘薯植株。图中所示数据为平均值±标准差，重复数为3，*代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.05，**代表与对照WT相比的显著性分析结果为P<0.01。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
甘薯品种鲁薯3号记载于如下文献：翟红,商丽丽,刘庆昌.甘薯茎线虫诱导抑制差减杂交cDNA文库的构建及表达序列标签分析。农业生物技术学报，2010,18(1)：141–148。公众可从中国农业大学甘薯遗传育种研究室获得，以重复本实验。
甘薯品种栗子香记载于如下文献：Zhang et al(2017)(Zhang Q,Wang YN,Li Y,Zhai H,Liu QC,He SZ.Characterization of salt tolerance and fusarium wiltresistance of a sweetpotato mutant.2017,Journal of Integrative Agriculture.16(0):60345-7)。公众可从中国农业大学甘薯遗传育种研究室获得，以重复本实验。RNApreppure植物总RNA提取试剂盒为TIANGEN公司的产品(目录号：DP432)。
载体pCAMBIA1300-GFP为武汉转导生物实验室有限公司产品，产品目录号为VT4004。
下述实施例采用SPSS统计软件对数据进行处理，实验结果以平均值±标准偏差表示，采用Student t-test检验，P＜0.05(*)表示具有显著性差异，P＜0.01(**)表示具有极显著性差异。
实施例1、与甘薯块根生长发育、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3的获得实验材料：甘薯品种鲁薯3号。
1、甘薯总RNA提取
取0.1g鲁薯3号甘薯幼嫩叶片在液氮中研磨成粉状，加入2mL离心管，用TIANGEN公司的RNAprep pure植物总RNA提取试剂盒提取甘薯总RNA，试剂盒中包括：裂解液RL，去蛋白液RW1，漂洗液RW，RNase-Free ddH2O，RNase-Free吸附柱CR3，RNase-Free过滤柱CS，DNaseI，缓冲液RDD，RNase-Free离心管，RNase-Free收集管。取1μL于1.2％琼脂糖凝胶电泳检测其完整性，另取2μL稀释至500μL，用紫外分光光度计检测其质量(OD260)和纯度(OD260/OD280)，提取的总RNA，经非变性胶琼脂糖凝胶电泳检测，28S和18S条带清晰，且二者亮度比值为1.5～2︰1，表明总RNA没有降解，所得mRNA符合实验要求，可用于甘薯IbPIF3蛋白cDNA全长的克隆，为获得的鲁薯3号的cDNA。
2、IbPIF3蛋白cDNA的全长克隆
以上述获得的鲁薯3号的cDNA为模版，使用Primier 5设计引物P1和P2，引物序列如下：
P1：5’-ATGCCTCTCTCTGAGTTTTTGAAGT-3’；
P2：5’-CTACACTTTCCTCTGAGATGATGTTTG-3’。
PCR扩增ORF序列，随后对PCR产物进行回收测序。经过测序，该PCR产物具有序列表中SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，由2001个碱基组成，该序列所示的基因命名为IbPIF3，该基因的编码区为序列表中SEQ ID NO.1自5’末端起第1-2001位核苷酸；该基因编码的蛋白命名为IbPIF3，该蛋白的氨基酸序列为序列表中的SEQ ID NO.2；SEQ ID NO.2由666个氨基酸残基组成。
SEQ ID NO.1如下所示：
ATGCCTCTCTCTGAGTTTTTGAAGTTGCATAAGCTTGAGTTTGGGGAGCCAAAAACAGCTTCATCTTCGCCCGATTTATCTTCTTTTTTTGAAAATGAAGTGGTTGAGCTGGTATGGGAAAATGGCCAGATTGTTATGCAAGGTCAGTCAAGCAGAGCTAAGAGGAGTCCTACTTCTAACAATCTATCCTCCTCGCAAATGCCCGTGATTCGAGACAAGCCTAAAGAAAATCCCTCCACCCCGAGGATCGGAGGAAAGGCGTTTTTAATGGATGAAATGCCGTTATCTGTACCCACCAATGAAGTGGATTTGAGCCAGGATGATGAGATTGTGCCTTGGTTAAATTACTCGCTAAATAATAATAGTCTGCAGTATGAATATAGTTCTGGAGTAGTACCTGAAGCATCTGGTCTGACTGCAAACGAACTTCCTGCACAAAATAATTTCGTATCGATGGATAAGACAGGTGGTTCTAATCCGATGGGAGTGAATAATTCTTCACAGAGAAATGCTTCAAAACTCGAATCTTCTAGATTTGGGATGTTCCCTTCGTGGTCTTATAAAGCTCAACACCCATCAGTTCCATCCCTGGGATCAGGTGCTTCAGATATCGGAATTAGTAATGCCAGCAACAGCCTAGATTCTGCTTTGCGAGATTCAGTTCCTGGCCAAGCTTCAGTGGATACGAAGATGCAAAAGCAAGAAACAAGCATTCCGGGAAGAGGCCCCGGTTTATTAAATTTCTCTCATTTCTCGAGACCAGTTGCACATGCCAGAGCTAACACTGGGAACATTGCGGGTTCACCTGCAATAGAATCGAAGGAAAATAAAGAGAAAGAGCTAAGTGCAAATTGCCGTAATCCTGTAAATCCTGCACCGGTTGAAACATGTAGCACCTCAAAAAGGGAAATTGGCCGTCACAATCAGCCTGATTTACAATGTTTTAAGATTGACCACAGACCAGCTACTGCTAAGACTCATGATGCGTCGTTTCCCCTTGAAGAGCCCAATACGTCTTTGAGGGAGGATATGAAGGAGAATAACAATAACCAGTATGGTCAACCCATTGATCCAGTTGTGAACAAAGGAGTCTTAGGTGGTGATAAAGCTGTTGAACCTGGGGCCGTTTGTTCTTCTGTATGCTCCGGCAGTAGTCCAGAGAGAACTTCAAACGATCAGTCCAATAGTTTAAAAAGAAAATATTGTGACCATGAGTCTGGATGCCAAAGTGAAGATATTGAAGAGGAATCTCTCGATGCGAGAAAAGCAGCTCCTGTTCGAGGAGGTACTGGGTCAAAAAGAAGCCGAGCGGCAGAAGTGCACAACCTATCTGAAAGACGGCGGAGGGACAGGATCAATGAAAAGATGCGCGCATTACAGGAACTCATACCTAACTGCAATAAGACGGATAAAGCTTCAATGCTTGATGAAGCTATTGAGTATTTGAAGACACTTCAATTTCAAGTGCAGATTATGTCAATGGGAGCAGGTTTTTGTGTACCTCCAATTATATATCCAGCGGGTATGCATGCCACTCAGATGCCACATTTTCCTCTTATGGGTCTTGGGATGGGAATGGGAGTGGGAATGGGAATGGGAATGGGTTTTGGTATGGGTATACAAGAAATGAATGGTAGATCCCCTGGATGTCCTTTATTTCCAATATCCCCTATGCAACGAGTACAATTATCTTCCCTGCCATTTTCCGGGCCTAGTACCTCTCCAGGAATAGCTGCATCTAATTTCCCAGTTTTTGGACATCCCGGTCTAGGTATTCCCATATCAATCCCAAAAGCACCTACCATTTCTAAACCAGGGCAACCTGCCCGTAGTTCAGCTGTGGGTATGGGTGCCTCAAGGGCGGGAATTCAAGTAGAAGTCCCATGTACATCTGCTACATTGAAACCTGAGGATCTCGTAAAGACCAAGAGCTCACAACTGATGAACAATACCGATCCCAATCGATCAATAAATCAAACATCATCTCAGAGGAAAGTGTAG
SEQ ID NO.2如下所示：
MPLSEFLKLHKLEFGEPKTASSSPDLSSFFENEVVELVWENGQIVMQGQSSRAKRSPTSNNLSSSQMPVIRDKPKENPSTPRIGGKAFLMDEMPLSVPTNEVDLSQDDEIVPWLNYSLNNNSLQYEYSSGVVPEASGLTANELPAQNNFVSMDKTGGSNPMGVNNSSQRNASKLESSRFGMFPSWSYKAQHPSVPSLGSGASDIGISNASNSLDSALRDSVPGQASVDTKMQKQETSIPGRGPGLLNFSHFSRPVAHARANTGNIAGSPAIESKENKEKELSANCRNPVNPAPVETCSTSKREIGRHNQPDLQCFKIDHRPATAKTHDASFPLEEPNTSLREDMKENNNNQYGQPIDPVVNKGVLGGDKAVEPGAVCSSVCSGSSPERTSNDQSNSLKRKYCDHESGCQSEDIEEESLDARKAAPVRGGTGSKRSRAAEVHNLSERRRRDRINEKMRALQELIPNCNKTDKASMLDEAIEYLKTLQFQVQIMSMGAGFCVPPIIYPAGMHATQMPHFPLMGLGMGMGVGMGMGMGFGMGIQEMNGRSPGCPLFPISPMQRVQLSSLPFSGPSTSPGIAASNFPVFGHPGLGIPISIPKAPTISKPGQPARSSAVGMGASRAGIQVEVPCTSATLKPEDLVKTKSSQLMNNTDPNRSINQTSSQRKV实施例2、甘薯IbPIF3蛋白在调节甘薯块根、淀粉和糖代谢中的应用
1、植物表达载体的构建
首先构建载体pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3，具体如下：
以去掉终止密码子的ORF(SEQ ID NO.2的第1-1998)为模板，以引物1300-IbPIF3-P3和引物1300-IbPIF3-P4进行PCR扩增，引物的具体序列如下：
1300-IbPIF3-P3:5’- (下划线指示的为Kpn I酶切识别序列，斜体指示的为与SEQ ID NO.1互补配对的序列)
1300-IbPIF3-P4:5’- (波浪线指示的为Xba I酶切识别序列，斜体指示的为与SEQ ID NO.1互补配对的序列)
退火温度为56℃，延伸时间1min 30s。
回收PCR扩增产物使用Kpn I和Xba I(购自Thermo Fisher)进行双酶切，同时将载体pCAMBIA1300-GFP使用Kpn I和Xba I进行双酶切，连接后获得重组质粒pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3。对重组质粒pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3进行结构描述如下：pCAMBIA1300-GFP的限制性内切酶Kpn I和Xba I识别序列间的小片段替换为IbPIF3 ORF(如SEQ ID NO.1第1-1998位所示)，保持载体pCAMBIA1300-GFP的其它序列不变，得到的重组质粒。重组质粒载体pCAMBIA1300-GFP表达SEQ ID NO.2所示的IbPIF3蛋白。
将目的质粒pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3转化大肠杆菌DH5a(购自北京全式金生物技术有限公司，产品目录号为CD201-01)，37℃培养20h，进行重组载体的PCR分析和酶切鉴定，并进行测序验证。测序结果表明，在载体pCAMBIA1300-GFP的Kpn I和Xba I酶切位点间插入了序列表中SEQ ID NO.1自5’端第1位-第1998位所示的序列，说明重组载体构建正确。
2、植物表达载体转化农杆菌
(1)从-80℃低温冰箱中取出200μL EHA105感受态细胞(购自北京拜尔迪生物技术有限公司)，置冰上融化，加入1μg上述步骤1得到的植物表达载体pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3，混匀。
(2)液氮冷冻1min，37℃温育5min。
(3)加入800μL LB液体培养基，28℃培养2-6h。
(4)取100μL菌液至LB固体培养基上(含100μg/mL利福平(Rif)、25μg/mL卡那霉素(Kan))，涂布均匀，将培养皿封口。倒置培养皿28℃培养2d。
(5)取PCR鉴定呈阳性的单菌落，接种到含有100μg/mL Rif、25μg/mL Kan的LB液体培养基中，28℃培养30h至对数生长期，取适量农杆菌用液体MS培养基稀释30倍备用，即得到导入pCB-IbPIF3的农杆菌菌液，将该重组菌命名为EHA105/pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3。
3、转IbPIF3甘薯的获得
1)转化
用农杆菌介导的方法将IbPIF3的编码序列导入到甘薯品种栗子香中，具体方法如下：
(1)选取经过悬浮培养约3d、直径0.7-1.3mm的甘薯品种栗子香胚性细胞团，悬浮于上述步骤2制备好的EHA105/pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3农杆菌菌液中，5min后将菌液吸出。将侵染过的胚性细胞团接种培养在固体培养基(30mg/LAS、2.0mg/L2,4-D的MS)上。28℃、黑暗，共培养3d。
甘薯品种栗子香胚性细胞团的制备方法参照Yu et al(2007)(Yu B,Zhai H,WangYP,Zang N,He SZ,Liu QC.Efficient Agrobacterium tumefaciens-mediatedtransformation using embryogenic suspension cultures in sweetpotato,Ipomoeabatatas(L.)Lam.2007,Plant Cell,Tissue&Organ Culture，90(3):265-273)
(2)将共培养3d后的胚性细胞团用含有500mg/L Carb和2.0mg/L 2,4-D的MS液体培养基洗涤2次后，将胚性细胞团转至含有2.0mg/L 2,4-D、100mg/L Carb和0.3-0.6mg/LPPT的固体MS培养基上进行选择培养，培养条件为27±1℃、黑暗，每2w继代培养1次。经过10-12w选择培养，将其转移至含有1.0mg/L ABA和100mg/L Carb的MS固体培养基上进行体细胞胚诱导，培养条件为27±1℃、每日13h、3000lx的光照。2-4w后，将抗性愈伤组织转移至MS基本培养基上，培养条件为27±1℃、每日13h、3000lx的光照，4-8w后，形成完整的再生植株。转基因植株的鉴定使用PCR检测方法。
2)转基因植株检测
A：PCR检测
用CTAB法提取上述步骤1)得到的拟转基因植株和野生型甘薯植株的基因组DNA。用常规方法进行PCR检测，预计扩增片段长度约700bp。所使用的引物为P5和P6：
P5：5’-CCAACCACGTCTTCAAAGCA-3’；
P6：5’-TTCACTCCCATCGGATTAGA-3’。
在0.2mL Eppendorf离心管中加入10×PCR buffer 2μL、4dNTP(10mol/L)1μL、引物(10μmol/L)均为1μL、模板DNA(50ng/ul)2μL、Taq DNA聚合酶1uL，加H2O至总体积20μl。反应程序为94℃变性4min，57℃复性1.5min，72℃延伸1min30s，共35个循环。使用pCAMBIA1300-GFP-IbPIF3载体质粒为阳性对照，水和野生型甘薯植株为阴性对照，然后进行电泳检测。
结果见图1，从图中可见，拟转基因植株OE1、OE2、OE3、OE4、OE5和阳性对照扩增出750bp左右的目标条带，表明这些植株为转基因植株。
B：IbPIF3基因的表达分析
将A中鉴定得到的植株OE1、OE2、OE3、OE4、OE5分别扩繁后用TroZol试剂盒提取野生型和转基因株系整株的RNA，用qRT-PCR检测IbPIF3基因的表达量，试剂盒SYBR PremixEx Taq为TaKaRa(宝生物有限公司，大连)公司的产品(目录号：RR420)，用于表达量的分析的引物对由P7和P8组成，具体序列如下：
P7：5’-CTGGAGTAGTACCTGAAGCATCTGG-3’；
P8：5’-GAGCTGCTTTTCTCGCATCG-3’。
重复数为3。
实验结果见图2中，结果表明在转基因植株OE1、OE2、OE3中IbPIF3基因的表达量与野生种(WT)相比显著提高。
4、转基因植株表型鉴定和相关物质含量测定
选取表达量最高的两个株系OE1和OE2收获薯块进行表型观察。同对照植株(WT)相比，转基因甘薯块根的生长均受到了显著的抑制(图3的A)。
(1)干物质含量测定
将收获的薯块随机每个株系选取3个大小均匀适中的薯块进行干物质含量的测定(具体方法参照：于肖霞.甘薯高密度分子连锁图谱的构建和干物质含量的QTL定位，博士学位论文，2013)：将薯块清洗干净，切成细长的条状，厚度为3～4mm，称取100g左右放入牛皮纸袋中，然后将所有样品放到烘箱中，首先将温度调至105℃杀青30min，然后60℃烘5h，最后80℃烘干至恒重。计算干重与鲜重的百分比，得到块根干物质含量。
结果见图3的B，转基因甘薯块根(OE1和OE2)干物质含量显著低于对照甘薯植株。
(2)果糖、葡萄糖、淀粉含量测定
淀粉是植物重要的贮藏多糖，粮食作物的种子、块根、块茎含淀粉最多。在高等植物中，淀粉合成的主要场所是叶绿体和淀粉体：在叶绿体基质中产生甘油醛-3-磷酸(G3P)一部分转运至胞液经过一系列生化反应生成蔗糖，另一部分生成果糖-6-磷酸，经过葡萄糖-6-磷酸(G6P)、葡萄糖-1-磷酸(G1P)的转化过程生成ADP-葡萄糖(ADP-Glucose)，进一步生成淀粉；淀粉体中，淀粉的生成是利用光合作用过程中产生的蔗糖作为碳源，蔗糖从叶片输送到淀粉体中经蔗糖合酶或蔗糖转化酶的水解作用生成果糖和ADP-葡萄糖(ADP-Glucose)，经过多种酶的作用生成支链淀粉或直链淀粉。
将收获的薯块每个株系随机选取3个大小均匀适中的薯块进行果糖、葡萄糖(具体方法参照：King等.Carbohydrate Content and Enzyme Metabolism in DevelopingCanola Siliques，Plant Physiol，1997，1 14:153-1 60)和淀粉含量的测定(具体方法参照：Smith和Zeeman.Quantification of starch in plant tissues,NATURE PROTOCOLS,2006,doi:10.1038/nprot.2006.232)。
结果如图3的C、图3的D和图3的E，可知，转基因甘薯块根(OE1和OE2)的生长受到显著抑制，果糖、葡萄糖、淀粉含量显著低于对照甘薯植株。
5、转基因植株抗病性鉴定
5.1蔓割病抗性鉴定
剪取在隔离大田生长3个月左右的WT、过表达IbPIF3转基因栗子香植株(OE1和OE2)的茎段(20cm左右)，为模拟自然发病条件，采用蘸菌法接种蔓割病菌，具体方法参照方树民等(1988)(方树民，何明阳，康玉珠.甘薯品种对蔓割病抗性的研究[J].植物保护学报，1988，15(3)：185-190)，并稍作改动，步骤如下：
(1)将分离得到的蔓割病病菌接种于PDA培养基上，于28℃恒温培养箱进行培养，3d后待菌落长满2/3皿，再进行7d暗培养，促使分生孢子的产生。用接种针将菌落表面菌丝刮下，转入装有适量灭菌蒸馏水的三角瓶中，摇床100r/min震荡培养30min，然后用双层无菌纱布过滤，滤液在显微镜下计数，孢子悬浮液浓度大约为1.5×107个/mL适与侵染，备用；
(2)将长势一致的甘薯茎段切口对齐后浸入蔓割病菌侵染液30min，取出后插入高温灭菌的沙土里进行沙培，每盆3株。每个处理3盆，每盆3株。培养期间注意浇水保湿。
(3)每天观察植株的生长情况并进行记录，评价发病情况，病情分级及抗性评价标准参考方树民(1988)。
结果如图4的A可知，转基因甘薯植株(OE1和OE2)的蔓割病抗性为高抗显著高于野生型对照植株。
5.2茎线虫病抗性鉴定
将转IbPIF3甘薯块根进行甘薯茎线虫(Gao S,Yu B,Yuan L,Zhai H,He SZ,LiuQC(2011):Production of transgenic sweetpotato plants resistant to stemnematodes using oryzacystatin-I gene.Scientia Horticulturae,128:408-414；公众可从中国农业大学获得)接种，以鉴定其对甘薯茎线虫病的抗性。以野生型栗子香甘薯块根为对照。
线虫接种方法参照于波(2007)中国农业大学博士学位论文中的方法，具体方法如下：
1)用浅盘法分离出线虫，在烧杯中室温沉淀，然后转入1.5mL离心管中，5000rpm室温离心2min，收集线虫，在显微镜下观察线虫口针和尾部来确认甘薯茎线虫。
2)用1mL 100mg L-1硫酸链霉素(Str)消毒15min，反复轻摇使线虫与Str充分混合接触。
3)5000rpm，室温下离心2min，弃掉Str，用灭菌水清洗3次，每次5000rpm室温下离心2min。收集的线虫4℃灭菌水保存。
4)取10μL线虫加入90μL水稀释10倍，在显微镜下计数，重复3次确定收集线虫的浓度，以雌虫、雄虫和幼虫总和作为虫量。
5)将转基因甘薯块根及野生型甘薯块根用自来水洗净甘薯块根表面的泥土，然后用70％乙醇清洗块根进行表面消毒。每个株系各取3个块根作为重复。
6)用打孔器在甘薯块根中部打孔，用枪头将250条甘薯茎线虫注入孔中，将打孔器中的薯条插入孔中，以无菌水作对照，用熔化的石蜡封口。
7)接种培养45d后，沿着接种孔切开横切面，观察、统计转基因甘薯块根和野生型甘薯块根的感病面积。
8)甘薯茎线虫病抗性的鉴定方法参照谢逸萍等(2002)，对感病面积进行分级，根据病情指数来确定转基因株系的抗病性：
a.薯块发病程度
以薯块横切面发病程度分级：
0级：无病症；
1级：发病面积占横切面的25％以下；
2级：发病面积占横切面的25％-50％；
3级：发病面积占横切面的50％-75％；
4级：发病面积占横切面的75％以上。
b.病情指数和防治效果
病情指数和防治效果按照下列公式计算：
病情指数＝[∑(各级病块数×相应病级数)/(调查总薯数×最高病级数)]×100％
防治效果＝[(1-病情指数)/对照病情指数]×100％
根据防治效果划分其抗性如表1所示：
表1为防治效果划分其抗性结果图
抗病类型 HR R MR S SH
防治效果 >80％ 60.1％～80％ 40.1％～60％ 20.1％～40％ <20％
转基因甘薯块根和野生型甘薯块根(对照)进行室内茎线虫接种结果如图5的A所示，野生型对照植株大部分被线虫侵染为高感，转基因甘薯OE1和OE2块根横切面感病面积百分数分别为12.78％和14.16％，均为抗病(R)。结果说明导入IbPIF3基因可以提高甘薯对茎线虫病的抗性。
5.3生理生化指标的测定
(3)过氧化氢(H2O2)含量测定
植物在逆境下或衰老时，由于体内活性氧代谢加强而使H2O2发生累积。H2O2可以直接或间接地氧化细胞内核酸，蛋白质等生物大分子，并使细胞膜遭受损害，从而加速细胞的衰老和解体。因此，H2O2的含量越高，植物遭受逆境伤害的程度越大。
过氧化氢(H2O2)试剂盒(苏州科铭生物，目录号：H2O2-2-Y)来检测转基因甘薯的H2O2积累量。转基因甘薯为采用上述5.1蔓割病菌或5.2中茎线虫侵染后获得的甘薯植株或块根。甘薯植株包括为过表达IbPIF3转基因甘薯植株OE1、OE2与野生型甘薯(WT)的株系。实验需重复三次，结果取平均值。
结果如图4的B和5的B所示，结果表明，在蔓割病菌和茎线虫侵染下，2个甘薯转基因株系的H2O2含量均极显著低于对照植株。
(2)丙二醛(MDA)含量的测定
植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，MDA是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度，即MDA的含量越高，植物遭受逆境伤害的程度越大。
用丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量试剂盒(苏州科铭生物技术有限公司，目录号：MDA-2-Y)来检测转基因甘薯的MDA含量。转基因甘薯为采用上述5.1蔓割病菌或5.2中茎线虫侵染后获得的甘薯植株或块根。甘薯植株包括为过表达IbPIF3转基因甘薯植株OE1、OE2与野生型甘薯(WT)的株系。实验需重复三次，结果取平均值。
结果如图4的B和5的B所示，结果表明，在蔓割病菌和茎线虫侵染下，2个甘薯转基因株系的MDA含量均极显著低于对照植株。
(3)木质素含量测定
用木质素(Lignin)含量试剂盒(苏州科铭生物技术有限公司，目录号：MZS-1-G)来检测转基因甘薯的木质素含量。转基因甘薯为采用上述5.1蔓割病菌或5.2中茎线虫侵染后获得的甘薯植株或块根。甘薯植株包括为过表达IbPIF3转基因甘薯植株OE1、OE2与野生型甘薯(WT)的株系。实验需重复三次，结果取平均值。
结果如图4的B和5的B所示，结果表明，在蔓割病菌和茎线虫侵染下，2个甘薯转基因株系的木质素含量均极显著高于对照植株。
综合以上结果，IbPIF3在调控甘薯根的生长发育、淀粉与糖代谢中起着重要的调节作用。同时，IbPIF3基因的过表达增强了蔓割病和茎线虫病的抗性。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。

Claims (8)

1.IbPIF3蛋白、所述调控IbPIF3蛋白编码基因表达量的物质、所述调控IbPIF3蛋白的含量或活性的物质如下任一应用：
D1)调控甘薯蔓割病抗性中的应用；
D2)调控甘薯茎线虫病抗性中的应用；
D3)调控甘薯块根生长中的应用；
D4)调控甘薯果糖含量中的应用；
D5)调控甘薯葡萄糖含量中的应用；
D6)调控甘薯淀粉含量中的应用；
D7)进行甘薯育种中的应用；
所述IbPIF3蛋白是如下A1、A2或A3的蛋白质：
A1、氨基酸序列是序列表中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列的蛋白质；
A2、将序列表中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且与根生长发育、淀粉合成和/或抗病相关的蛋白质；
A3、在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述IbPIF3蛋白来源于甘薯。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述IbPIF3蛋白调控的基因表达量和所述IbPIF3蛋白调控抗性物质的含量或活性的物质为与权利要求1所述的IbPIF3蛋白相关的生物材料；所述生物材料为下述C1-C3中的任一种：
C1、编码权利要求1所述IbPIF3蛋白的核酸分子；
C2、提高所述蛋白表达的核酸分子；
C3、含有C1或C2所述的核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：C1所述核酸分子为编码链的编码序列是序列表中SEQ ID No.1的核酸分子。
5.权利要求1中所述的IbPIF3蛋白。
6.权利要求3或4中所述的IbPIF3蛋白相关的生物材料。
7.一种提高甘薯对蔓割病的抗性的方法，其特征在于：所述方法包括步骤M，所述步骤M为增强、提高或上调目的甘薯中权利要求1或2中所述IbPIF3蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调权利要求1或2中所述IbPIF3蛋白的编码基因的表达量，来提高甘薯对蔓割病的抗性。
8.一种提高甘薯对茎线虫病的抗性的方法，其特征在于：所述方法包括步骤M，所述步骤M为增强、提高或上调目的甘薯中权利要求1或2中所述IbPIF3蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调权利要求1或2中所述IbPIF3蛋白的编码基因的表达量，来提高甘薯对茎线虫病。
CN202310777400.2A 2023-06-28 2023-06-28 与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用 Pending CN116854795A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310777400.2A CN116854795A (zh) 2023-06-28 2023-06-28 与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310777400.2A CN116854795A (zh) 2023-06-28 2023-06-28 与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116854795A true CN116854795A (zh) 2023-10-10

Family

ID=88235081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310777400.2A Pending CN116854795A (zh) 2023-06-28 2023-06-28 与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116854795A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108948164B (zh) 甘薯耐盐抗旱相关蛋白IbbZIP1及其编码基因与应用
CN111187778B (zh) 小麦耐盐基因TaFLZ2及其应用
CN112442506B (zh) 一种拟南芥根肿病感病候选基因at2g35930及其应用
CN116514941A (zh) MsRGP1蛋白、其编码基因及其在提高植物抗旱性和耐盐性中的应用
CN108588041B (zh) 海岛棉细胞色素p450基因、其编码蛋白和应用
CN114085854B (zh) 一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用
CN113801212B (zh) 蛋白质TaPYL1及其编码基因与应用
CN113234720B (zh) 小麦长链非编码RNAlncR156及其在调控小麦响应干旱胁迫中的应用
CN113968898B (zh) 植物抗病相关蛋白TaBZR2及其编码基因与应用
CN109971772B (zh) 一种耐低温棉花品种的育种方法
CN103923922B (zh) 重金属诱导启动子在培育土壤重金属污染预警转基因植物中的应用
CN116854795A (zh) 与甘薯块根生长、淀粉合成和抗病性相关蛋白IbPIF3及其编码基因与应用
CN111635906A (zh) 海岛棉GbCYP72A2基因、其编码蛋白和应用
CN114591984B (zh) OsAP79基因诱导水稻抗褐飞虱的应用
CN116064572B (zh) 一种促进不定根发育的MdWOX11基因、蛋白及其应用
CN113604475B (zh) 棉花gh_d03g1517基因在促进抗旱和耐盐中的应用
CN115948460B (zh) 辣椒抗疫病相关基因CaWRKY66及其应用
CN116334036B (zh) 一种从青枯菌中筛选抗青枯病的胞外核酸酶的方法及遗传改良应用
CN116064652B (zh) 一种甘蔗棉子糖合成酶SsRS1基因在提高植物抗旱性中的应用
US20230123814A1 (en) Use of alr1 gene or alr1 protein of aluminum ion receptor in regulating plant aluminum resistance
CN118256555A (zh) 马铃薯生长素转运基因StLAX5的应用
CN116023453A (zh) 蛋白质IbRING在调控植物耐盐抗旱性中的应用
CN115948419A (zh) 白菜根肿病感病基因BrSWEET2a的应用
CN117721138A (zh) SlDOGL4基因或其编码蛋白在调控番茄耐盐性中的应用
CN114807174A (zh) 一种逆向调控水稻对稻瘟病菌抗性的遗传位点及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination