[發明專利]能識別稻黃單胞菌蛋白激發子的植物基因及其應用

無效

• 申請號: 201210529237.X
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103014039A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 鄒華松;鄒麗芳;陳功友;崔一平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N9/38;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及一種生物技術領域的基因，特別涉及一種能識別稻黃單胞菌蛋白激發子的植物基因，該基因在多種植物中存在，所編碼的蛋白能與稻黃單胞菌的Harpin蛋白Hpa1互作，在植物中過量表達增強了植物的抗病性。

背景技術

植物病原菌能夠侵染寄主植物，在侵染點附近引起癥狀，是克服了寄主植物的免疫系統，成功地從寄主植株獲得了所需的營養物質。在病原菌與寄主植物的識別過程中，雙方的多種基因和信號傳導機制共同參與。植物病原細菌的III型分泌系統是病原菌能夠侵染和建立寄生關系的關鍵致病因子，它由近30個基因形成的基因簇，經過一定的表達和調控機制組裝成一個hrppilus，將細菌合成的效應蛋白分泌到細胞外，注射到寄主植物細胞，引發寄主植物的抗病或感病反應。通過III型系統分泌并注射進入植物細胞的效應蛋白分為兩大類：一類是起到轉錄激活作用，通過特定的識別密碼，特異性地結合到寄主植物啟動子區域，激活下游基因的表達。另一類效應蛋白所起的功能是干擾前種識別。因此，植物病原細菌在植物上引發的是感病還是抗病癥狀，取決于侵染過程中分泌蛋白所誘導的植物反應是感病反應更強還是抗病反應更強。

Harpin蛋白是植物病原細菌的蛋白激發子，一般由植物病原細菌的一個III型分泌系統基因編碼，超量的Harpin蛋白能夠在非寄主指示植物上誘導細胞快速死亡，引起過敏反應的產生。目前，已經從植物病原細菌中發現了至少5中Harpin蛋白，其中包括來自稻黃單胞菌的Hpa1蛋白。這些Harpin蛋白雖然都可以從III型系統分泌到胞外，但它們的氨酸序列不盡相同，揭示非寄主指示植物對它們的識別存在差異。由Harpin蛋白誘導的細胞快速死亡就是植物產生的一種抗病反應。從植物中篩選和克隆Harpin蛋白的互作或識別蛋白，一方面有助于解析Harpin蛋白誘導植物抗病反應的作用機理，另一方面，更能有助于我們發掘和利用來源于植物源的抗性基因。通過一定的分子設計，在植物中改進Harpin互作或識別蛋白的表達水平，可以有效的誘導植物抗病反應信號。該途徑最大的優點在于避開了病原菌侵染時，細菌效應分子在識別階段對抗病反應的干擾或抑制，而直接從下游啟動植物的抗病信號，不易被病原生物的遺傳進化所克服，導致抗性喪失。

發明內容

本發明的目的，就是為了提供一種能識別稻黃單胞菌蛋白激發子的植物基因及其應用。

為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種能識別稻黃單胞菌蛋白激發子的植物基因，包括水稻HIP1基因和煙草HIP1基因，水稻HIP1基因的序列如SEQ?ID?NO.1所示，煙草HIP1基因的序列如SEQ?ID?NO.3所示。

上述水稻HIP1基因編碼754個氨基酸，氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示；所述煙草HIP1基因編碼510個氨基酸，氨基酸序列如SEQ?ID?NO.4所示。

上述能識別稻黃單胞菌蛋白激發子的植物基因的應用是，所述水稻HIP1基因或煙草HIP1基因及其蛋白質在植物中過表達后，增強了植物對病毒病和細菌病害的抗病性，可作為抗病育種基因資源，克服病原菌進化導致的作物抗性喪失，獲得持久抗性轉基因作物新品種。

本發明涉及的是來自水稻和煙草植物的HIP1基因，能夠識別稻黃單胞菌激發子Hpa1，并增強植物的抗病性。來自水稻的HIP1基因序列為SEQ?ID?NO.1，序列長度為2262bp，編碼754個氨基酸，氨基酸序列為SEQ?ID?NO.2；蛋白質等電點為5.91，呈堿性，分子量為81.53KD。來自煙草的HIP1基因序列為SEQ?ID?NO.3，序列長度為1530bp，編碼510個氨基酸，氨基酸序列為SEQ?ID?NO.4；蛋白質等電點為5.53，呈堿性，分子量為65.92KD。上述HIP1基因的產物HIP1蛋白能夠在病原菌侵染時增加合成，增強植物的抗病反應，加速煙草葉片侵染點附近細胞的快速衰老和死亡。

本發明的HIP1基因由以下方法獲得：