[發明專利]大麥抗病蛋白MLA10突變體在提高植物對白粉菌抗性中的應用

在審

• 申請號: 201711093399.2
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107880098A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 沈前華;張春雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君,黃爽

本發明涉及大麥抗病蛋白MLA10突變體在提高植物對白粉菌抗性中的應用，所述突變體是MLA10的兩個自激活突變體MLA10(F99E)和MLA10(D502V)。本發明首次發現利用PR1啟動子驅動大麥MLA10(F99E)和MLA10(D502V)表達的擬南芥能夠增強擬南芥對擬南芥白粉菌的抗性，而對植株本身的生長發育影響不大。轉基因擬南芥不受限于MLA10的小種專化抗性，將抗菌譜由大麥白粉菌拓展至其它的白粉菌或病原菌，對于農業生產具有重要的指導作用。

技術領域

本發明涉及農業生物技術領域，具體地說，涉及大麥抗病蛋白MLA10突變體在提高植物對白粉菌抗性中的應用。

背景技術

植物應對病原微生物的侵襲主要依賴先天性免疫機制防御病原微生物入侵及擴增(Ausubel,2005；Chisholm et al.,2006；Dangl and Jones,2001)。植物的免疫機制主要由兩層防御體系構成。第一層次防御系統是由植物細胞膜表面的模式識別受體(patternrecognition receptors,PRRs)識別病原微生物保守的模式分子(microbial-orpathogen-associated molecular patterns,MAMPs or PAMPs)如細菌的鞭毛蛋白、真菌的幾丁質等，而引發的抗病反應，稱之為PTI(PAMPs-triggered immunity)。第二層次的防御系統是由植物細胞內的抗病蛋白(disease resistance protein,R protein)，主要是NLR類型的抗病蛋白直接或間接的識別病原微生物分泌到植物細胞內的效應因子，引發的效果更為強烈的免疫反應，稱之為ETI(effector-triggered immunity)(Dangl et al.,2013；Dodds and Rathjen,2010；Jones and Dangl,2006)，R蛋白介導的抗性往往又稱之為小種專化抗性。ETI往往伴隨著植物受侵染處的細胞產生大量的過氧化物，并且發生細胞死亡，這種現象又稱植物的超敏反應(hypersensitive response,HR)(Dangl et al.,2013)。

植物細胞內的NLRs免疫受體，包含中間的核酸結合結構域(NB-ARC)和C末端富含亮氨酸的結構域(LRR)，以及N末端的CC或TIR結構域，根據R蛋白N端結構域的不同，可以分為兩種類型，即N端含有卷曲-螺旋(coiled-coil，CC)結構域的CC-NB-LRR(CNL)和含有TIR結構域的TIR-NB-LRR(TNL)兩種類型(Sukarta et al.,2016)。

MLA是在大麥中特有的一類抗病蛋白，介導大麥對大麥白粉菌的小種專化抗性，大麥的小種專化抗性比如含有MLA10基因的大麥小種只能針對含有相應效應蛋白AvrMLA10的大麥白粉菌小種產生抗性，而不能對其他的白粉菌生理小種產生抗性。