[發明專利]抗植物枯萎病和黃萎病的GbRPS1基因及其應用

有效

• 申請號: 201110299818.4
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102321162A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 左開井;王勁;陳繼軍;黃逸群
• 申請（專利權）人: 左開井;王勁
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12P21/02;A01H5/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及一種從構建的海島棉cDNA庫中分離的能夠抗棉花枯萎病菌和黃萎病菌的廣譜抗病蛋白。

背景技術

在自然環境中存在著眾多的植物病原微生物，它們引起的疾病若發生爆發會導致農作物產量的大幅減少，甚至絕收。因此提高植物抗病能力，以保證農作物的產量是作物遺傳改良的重要方向。

在長期的進化過程中，植物逐漸形成了一系列復雜有效的保護機制：(1)植物的細胞壁是植物有效防止病原物入侵的有效屏障；(2)當病原菌通過植物細胞壁后，植物通過與病原物激發子相互識別產生病原菌相關抗性反應。在病原菌相關抗性反應過程中，植物受體激酶與激發子的識別誘導質膜蛋白的磷酸化與去磷酸化，這種磷酸化的信號向細胞內傳遞引起一系列抗性相關基因的表達變化，導致植物產生抗性反應。這種抗性水平經過一段時間后逐漸擴展到整株植物，最終形成對病原微生物侵染的廣譜抗性。

廣譜抗性基因能夠有效激發植物防御反應，提高植物的防御反應速度，增強植物的抗性水平。利用植物廣譜抗性特點開發的廣譜抗病策略具有誘發植物自身抗性、可行性強、無種屬專一性、作用持久等特點，廣譜抗病策略是開展植物轉基因育種抗病重要方向。

棉花在整個生長過程中主要受到枯萎病、黃萎病2種病害的危害。我國科學家曾將幾丁質酶、過氧化物酶等基因轉化到棉花的感病品種中，對提高棉花的耐枯萎病和黃萎病性能力有一定作用，但是上述基因對于枯萎病和黃萎病均無顯著抗性。因此，迫切需要開發新的廣譜抗性基因。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠提高植物對枯萎病和黃萎病抗性的廣譜抗病基因以及蛋白。

在本發明的第一方面，提供新穎的分離出的GbRPS1蛋白質多肽，它包含：具有SEQ?ID?NO：2氨基酸序列的多肽、或其保守性變異多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。較佳地，該多肽選自下組：(a)具有SEQ?ID?NO：2氨基酸序列的多肽；(b)將SEQ?ID?NO：2氨基酸序列經過一個或多個(較佳地1-20個)氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有抗枯黃萎病功能的GbRPS1蛋白質活性的由(a)衍生的多肽。

在本發明的第二方面，提供編碼分離的這些多肽的多核苷酸，該多核苷酸包含一核苷酸序列，該核苷酸序列選自下組：(a)編碼上述GbRPS1蛋白質多肽的多核苷酸；和(b)與多核苷酸(a)互補的多核苷酸。較佳地，該多核苷酸編碼具有SEQ?ID?NO：2或3所示氨基酸序列的多肽。更佳地，該多核苷酸的序列是選自下組的一種：(a)具有SEQ?ID?NO：1中202-2916位的序列；(b)具有SEQ?ID?NO：1中1-3120位的序列。

在本發明的第三方面，提供了含有上述多核苷酸的載體，以及被該載體轉化或轉導的宿主細胞或者被上述多核苷酸直接轉化或轉導的宿主細胞。

在本發明的第四方面，提供了一種改變植物抗枯黃萎病抗性的方法，它包括步驟：

(1)提供攜帶表達載體的農桿菌，所述的表達載體含有GbRPS1的DNA編碼序列，所述的GbRPS1選自下組：

(a)具有SEQ?ID?NO：2氨基酸序列的多肽；

(b)將SEQ?ID?NO：2氨基酸序列經過一個或多個氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有抗枯黃萎病抗性的由(a)衍生的多肽；

(2)將植物細胞或組織或器官與步驟(1)中的農桿菌接觸，從而使GbRPS1基因編碼序列轉入植物細胞，并且整合到植物細胞的染色體上；

(3)選擇出轉入GbRPS1基因的DNA編碼序列的植物細胞或組織或器官；

(4)將步驟(3)中的植物細胞或組織或器官再生成植株。

(5)將步驟(4)中的植物進行枯黃萎病的抗性鑒定，植株具有高抗水平。

本發明的其它方面由于本文的技術的公開，對本領域的技術人員而言是顯而易見的。

本發明人經過廣泛而深入的研究，首次采用分子克隆方法從構建的海島棉cDNA庫中分離獲得了新的GbRPS1基因，并且通過實驗證實了它具有高抗枯黃萎病抗性，并且轉入植物后可導致植物對枯黃萎病抗性的提高。在此基礎上完成了本發明。

在本發明中，術語“GbRPS1蛋白質”、“GbRPS1多肽”或“廣譜抗性蛋白”可互換使用，都指具有抗枯黃萎病蛋白GbRPS1氨基酸序列(SEQ?ID?NO：2)的蛋白或多肽。它們包括含有或不含起始甲硫氨酸的GbRPS1蛋白質。