[發明專利]棉花GbVe基因、其編碼蛋白及在植物抗黃萎病中的應用

有效

• 申請號: 201010275300.2
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101928338A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 馬峙英;王省芬;張艷;楊碩;張桂寅;吳立強;李志坤
• 申請（專利權）人: 河北農業大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N5/10;A01H5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王加嶺;張慶敏

技術領域

本發明涉及基因工程領域，特別是涉及棉花GbVe基因、其編碼蛋白及在植物抗黃萎病中的應用。

背景技術

棉花黃萎病被稱為“棉花癌癥”，其致病菌為大麗輪枝菌，由于抗病基因資源匱乏和大麗輪枝菌治病機理復雜，尚無有效地防治方法，黃萎病已經成為世界范圍內影響棉花產量和纖維品質的主要病害之一。黃萎病是一種土傳維管束疾病，其病菌可在土壤中長期潛伏。到目前為止尚未能找到徹底防治棉花黃萎病的辦法。利用棉花抗黃萎病品種進行黃萎病的防治由于受到育種周期長和抗黃萎病資源匱乏等因素的限制而未能廣泛應用。因此，利用基因工程技術分離植物抗黃萎病相關基因并通過遺傳轉化培育抗黃萎病新品種，是目前棉花抗黃萎病遺傳改良的一個重要方向。

目前，已從棉花上克隆了一些抗病相關基因，這些基因的克隆為棉花抗病基因工程的研究奠定了良好的理論基礎。最近，Parkhi等將NPR1基因導入棉花后，轉基因植株表現為一種廣譜性抗病，不僅可以抗多種真菌病害，還同時對線蟲病害有一定的抗性。盡管前人從棉花中克隆了大量與抗病相關的基因，但有關棉花抗黃萎病基因(Ve)的克隆及功能分析尚無報道。

番茄、馬鈴薯等作物是大麗輪枝菌侵害的主要對象，近年來其在抗黃萎病基因克隆方面取得了突破進展。Kawchuk等用圖位克隆技術從番茄(Solanum?lycopersicum“VFN8”)基因組文庫中成功分離了2個大麗輪枝菌抗性基因Ve1和Ve2，且Ve賦予了轉基因馬鈴薯對強致病力黑白輪枝菌(Verticillium?albo-atrum?Reinke和Berth)較強的抗性。Chai等依據Ve1和Ve2基因的部分保守域設計引物，采用同源克隆法從Solanum?licopersicoides分離了SlVe1基因，研究發現轉SlVe1的馬鈴薯提高了其抗黑白輪枝菌的能力。以上結果表明Ve基因具有介導跨物種抗黃萎病的能力，并不嚴格受小種特異性的限制，即具有多效性。Fei等利用RACE技術從水茄(S.torvum?Swartz)中克隆了全長3640bp的StVe基因；生物信息學分析顯示，StVe與Ve1和Ve2在核酸水平具有較高同源性，編碼的是一個富含亮氨酸(15.89％)LRRs型跨膜細胞表面受體類蛋白，暗示了StVe可能具有抗黃萎病功能。Shi等從水茄(Solanum?torvun)中分離StVe基因，并表明該基因與抗黃萎病抗性有一定相關性。最近，Vining?K等從長葉薄荷中(mentha?longifolia)分離到與Ve基因同源的mVe1基因，并認為該基因在薄荷黃萎病抗性方面起著重要作用。Emilie?F.等將番茄Ve1與Ve2基因通過農桿菌介導方法將其導入番茄作物，結果表明Ve基因在番茄中超量表達，顯著提高了番茄黃萎病抗性。綜上所述，Ve基因在植物抗黃萎病方面具有顯著的作用，應是一個理想的棉花轉基因抗黃萎病育種候選基因。

目前關于棉花抗黃萎病基因的研究工作已經展開，篩選出的用于轉化的基因大部分是具有廣譜抗性的抗真菌基因，而對黃萎病病菌專抗的基因很少，尤其是還未見有關棉花中大麗輪枝菌抗性基因Ve的相關報道。因此，從高抗黃萎病的海島棉品種中克隆與抗黃萎病相關的關鍵基因(Ve)，研究其表達調控機制及功能，為獲得高抗黃萎病轉基因棉花提供新的基因資源，進而為培育高抗黃萎病棉花新品種奠定基礎。

發明內容

本發明的目的是提供一種棉花GbVe基因及其編碼蛋白。

本發明的另一目的是提供上述棉花GbVe基因在植物抗黃萎病中的應用。

為了實現本發明目的，本發明的一種棉花GbVe基因編碼的蛋白，其具有SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列或該序列經替換、缺失或添加一個或幾個氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。例如在非活性區段，將第297位的谷氨酰胺(Gln)替換為脯氨酸(Pro)，或是將第597位的蘇氨酸(Thr)缺失，或是在837位添加蘇氨酸(Thr)均不會影響蛋白的功能。

本發明還提供編碼上述蛋白的基因，其具有SEQ?ID?No.1所示的核苷酸序列。

本發明還提供含有棉花GbVe基因的載體及含有該載體的宿主細胞。

本發明還提供含有棉花GbVe基因的轉化植物細胞。

本發明進一步提供棉花GbVe基因在植物抗黃萎病中的應用。優選地，所述植物為擬南芥。