本發明屬于基因工程，具體涉及擬南芥atupl5基因在提高植物抗性方面的應用。

背景技術：

1、菌核病由核盤菌屬(sclerotinia)真菌引致的真菌病害，廣泛危害多種經濟作物，包括油菜、豆類、向日葵及多種蔬菜等。其病原菌核盤菌(sclerotinia?sclerotiorum(lib.)de?bary)通過形成抗逆性的菌核實現長期存活，菌核在適宜環境條件下萌發，釋放子囊孢子侵染宿主植物。病害特征為植物葉片、莖桿及果實出現水浸狀腐爛斑點，嚴重時可致植物全株死亡。核盤菌不僅直接導致作物減產或全損，還削弱植物整體生長，降低抗逆性，增加對其他病害及害蟲的敏感性。此外，菌核在土壤中可存續多年，一旦某地區爆發菌核病，病害的管理與控制將極為復雜。

2、核盤菌屬真菌引發的菌核病對多種農作物構成重大威脅，其抗藥性問題使化學防治策略日益復雜。核盤菌容易適應農藥壓力，進化出新的抗藥機制，導致傳統化學控制方法效果減弱，農藥使用量增加，環境及人體健康風險提升。因此，開發并應用植物自身的抗病基因成為可持續且環境友好的防控策略。

3、擬南芥(arabidopsis?thaliana)作為廣泛應用于植物生物學研究的模式植物，憑借其小型基因組、短生命周期及便于遺傳操作的優勢，成為研究植物生理功能及抗病機制的理想模型。在植物病理學領域，擬南芥用于發掘和研究抗病基因，具有廣闊的應用前景，尤其在其他經濟作物中同源基因的發現與應用方面。擬南芥中發現的抗病基因通常在作物中存在對應的同源基因，為跨物種抗病性研究與改良奠定了重要基礎。

4、泛素化(ubiquitination)在植物與微生物互作中發揮關鍵作用，作為植物細胞內的核心蛋白質翻譯后修飾機制，調控植物對微生物的響應。通過泛素化，植物可標記特定蛋白質進行降解或功能調節，迅速調整自身的生理和防御狀態以應對外來微生物的侵襲。該過程需三類酶參與：泛素激活酶(e1)、泛素結合酶(e2)及泛素連接酶(e3)。e1激活泛素并傳遞至e2，隨后e3識別特定靶蛋白并協助e2將泛素轉移至靶蛋白上。泛素化調控蛋白質的降解、定位、活性及信號傳遞途徑，對細胞功能如蛋白質降解、信號轉導及細胞周期控制等至關重要，進而影響細胞應對各類生物及非生物脅迫的能力。

5、e3泛素連接酶具備特異性識別并標記底物蛋白質的能力，因而在泛素化過程中處于核心地位。在植物與病原菌互作中，e3泛素連接酶參與多個信號傳導途徑，調節涉及植物抗病反應的關鍵蛋白的穩定性和功能。例如，e3泛素連接酶可通過標記抑制植物免疫的蛋白質進行降解，從而增強植物的防御能力。因此，深入解析e3泛素連接酶在植物與病原菌互作中的具體功能及調控機制，對于開發新型病害管理策略及推動農業高質量發展具有重要意義。

技術實現思路

1、本發明旨在提供一種調控植物免疫的基因及其編碼的蛋白質。

2、本發明提供了擬南芥atupl5基因在提高擬南芥對菌核病抗性中的應用，所述擬南芥atupl5基因在ncbi中的id號為at4g12570。

3、按上述方案，所述擬南芥atupl5基因的核苷酸序列如seq?id?no:1所示。

4、本發明提供了擬南芥e3泛素連接酶atupl5在增強擬南芥對菌核病抗性中的應用，所述擬南芥atupl5蛋白具有ⅰ)或ⅱ)所示的氨基酸序列：

5、i)如seq?id?no:2所示的氨基酸序列；或

6、ii)基于上述氨基酸序列，經過一個或多個氨基酸的取代、缺失和/或添加而得到的具有相同功能的蛋白質。

7、本發明提供了上述擬南芥atupl5基因或其相應的生物材料在植物抗病中的應用。具體應用包括：

8、i)沉默或敲除植物的atupl5基因，導致植物對菌核病的易感性增加；

9、ii)atupl5基因的t-dna插入突變可促進核盤菌在突變體擬南芥葉片上形成病斑；在病原菌侵染前后t-dna插入突變植物體內防御相關基因表達相比野生型更加顯著，可在植物抗病領域中得到應用。

10、本發明證明，atupl5基因的缺失可使植物的免疫力顯著增強，說明atupl5基因是擬南芥增強對病原物免疫力的重要基因。因此，篩選增強該基因及其合成蛋白質的表達或修飾的化合物，可有效抑制菌核病在十字花科植物中的傳播。即，本發明所提供的一個重要用途為：該基因及其在其它十字花科植物中的同源基因，可作為植物體內的重要的靶標位點，增強植物的抗病力，為植物病害綠色綜合防控提供了新的資源。

技術特征：

1.一種擬南芥抗病atupl5基因在提高植物抗性方面的應用，具體為：atupl5基因缺失能致核盤菌病斑面積顯著增大、降低植物防御相關基因的表達，所述atupl5基因的核苷酸序列如seq?id?no:1所示。

技術總結
擬南芥AtUPL5基因在提高植物抗性方面的應用屬基因工程技術領域，本發明提供了擬南芥AtUPL5基因的應用，該基因能夠顯著增強擬南芥對菌核病的抗性；與野生型擬南芥相比，AtUPL5基因的T?DNA插入缺失突變株，在遭受菌核病侵染時表現出更弱的抗病能力，且突變株中主要防御相關基因的表達水平，在病原體侵染前后變化更為顯著。擬南芥的AtUPL5基因與菌核病的發病機制密切相關，因此，該基因及其在其他十字花科植物中的同源基因，可應用于十字花科植物的育種，展現出廣闊的應用前景。

技術研發人員：劉金亮,宋卓建,肖坤欽,辜松陽,王鳳婷,潘洪玉,劉翔宇,張語心,吳軍
受保護的技術使用者：吉林大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24