本项基因工程创新涉及二羟基酸脱水酶AcDHAD在增强猕猴桃对病害抵抗力方面的应用。研究揭示了AcDHAD基因的功能,并验证了其在提升猕猴桃抗病性中的潜力。
背景技术
猕猴桃( Actinidia
spp.)因其丰富的营养价值,特别是高含量的维生素C、矿物质及抗氧化物质,是主要消费水果之一。随着猕猴桃产业的规模化种植,猕猴桃面临着诸多病害的威胁。由丁香假单胞菌猕猴桃致病变种( Pseudomonas syringae
pv . actinidiae,Psa
)引起的猕猴桃细菌性溃疡病(kiwifruit bacterial canker),可危害树干、枝条、嫩稍、叶片、花等多个部位,侵染桃、大豆、蚕豆、番茄、魔芋、马铃薯及洋葱等多种作物,该病害发病急、死树快,危害严重,果园重建率高,损失高,防控难度极大。目前,溃疡病的防治措施主要依赖农业管理手段、化学防治以及少数的抗病品种培育。然而,化学防治虽短期内有效,但易导致环境污染,并可能带来耐药菌株的产生;另一方面,抗病品种的培育进展缓慢,且病原菌遗传进化迅速,现有的抗病品种数量有限,远未能满足生产需求。因此,如何通过基因组学手段挖掘并利用抗病基因资源,培育高抗病猕猴桃品种,成为当前产业发展的迫切需求。
二羟基酸脱水酶(Dihydroxy-acid dehydratase, DHAD)是支链氨基酸(如亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)合成途径中的关键酶,负责催化二羟基酸的脱水反应,生成支链氨基酸的中间产物。支链氨基酸在植物中不仅是蛋白质合成的重要组成部分,还在抗逆性和信号传导中发挥重要作用。已有研究表明,DHAD在某些植物中可以通过调节支链氨基酸代谢增强植物的抗逆能力。此外,DHAD还被开发为除草剂的靶点,通过抑制其活性,可以阻断植物的正常代谢,抑制杂草生长。然而,DHAD在植物尤其是猕猴桃中的抗病功能尚未被深入研究。
实现思路