[發明專利]稻曲菌激發子蛋白SGP1、短肽及其應用

有效

• 申請號: 202110361820.3
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113105532B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 宋天巧;劉永鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: C07K14/37
• 分類號: C07K14/37;C12N15/31;C12N15/82;C12N1/21;A01H5/00;A01H6/00;C12R1/19
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李程

本發明公開了稻曲菌激發子蛋白SGP1、短肽及其應用，該激發子蛋白和激發子短肽可以明顯地激活植物防衛反應，提高植物的抗病性，增強植物抵抗病原菌侵染，有效地阻止或減輕病害的發生。本發明所述激發子蛋白和激發子短肽為提高植物的抗病性提供了新的途徑，為今后生物農藥的開發與應用提供了資源，可作為一種新型微生物蛋白農藥來防御病蟲害的侵害，也為今后該基因轉基因植物提供了依據，在農業生產中具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及生物工程領域，具體來說涉及稻曲菌蛋白激發子SGP1及其應用。

背景技術

目前，植物病害防控的主要措施是化學防治和抗病品種的選育。但是，化學藥劑的使用常帶來環境污染和食品安全問題；病原菌小種變異帶來抗藥性以及克服抗病基因等問題降低了防治效果；兩種病害防控防治策略的效果受到嚴重影響，有待研發環保、廣譜、持久、高效的病害防控策略。隨著人們對植物和病原物互作的了解，以及生物技術的發展，利用病原菌誘導的植物免疫和抗性，為發展新型抗病策略提供基礎。植物的免疫包括病原菌分泌的病原相關分子模式PAMPs(pathogen-associated molecular patterns)誘導的免疫(PAMP triggered immunity,PTI)以及病原菌分泌的效應字(effector)誘導的免疫(effector triggered immunity,ETI)。與ETI相比，PAMPs誘導的免疫(PTI)是一類廣譜的免疫，不易被病原菌克服，因此，PAMPs作為誘導植物抗性的重要因子，成為生物農藥研發的重要發展方向。從病原菌中分離鑒定出新的具有廣譜免疫功能的PAMPs，有望發展為新型抗病策略。

病原物相關分子模式(PAMPs)，是指病原菌分泌的保守分子結構，能夠被寄主植物識別誘發植物免疫的一類物質。PAMPs通常為病原菌所特有，而不存在于寄主細胞，并且對病原菌的適應性生存非常重要。植物能夠通過膜上的模式識別受體(PRRs)識別PAMPs，激活PAMPs誘導的免疫。植物模式識別受體識別PAMPs誘發產生的防御反應包括MAPKs激酶信號途徑激活、活性氧爆發、病程相關基因表達、細胞離子滲漏和細胞死亡等。PAMPs誘導的免疫最終能使植物獲得抗性。

但是，目前從真菌中鑒定到的在不同真菌中保守，且保守幾個氨基酸的短肽段即可誘導系列免疫反應并介導抗性的PAMP分子非常少。因此，在真菌中鑒定保守的PAMP分子，鑒定短的氨基酸肽段，不僅對揭示植物與病原物互作的機理提供理論依據，而且為開發廣譜高效環保的免疫性蛋白質生物農藥提供有效的蛋白來源。

發明內容

本實驗室根據病原菌分泌的蛋白，能夠被植物識別誘發植物的免疫反應的原理，收集稻曲菌的液體培養液，并提取蛋白，將提取的蛋白送公司進行質譜測序后，通過生物信息學分析確定稻曲菌的分泌組。將含有信號肽、含有保守結構域并且存在于病原菌卻不存在于植物中的蛋白確定為候選蛋白。將79個候選蛋白的編碼序列分別構建到植物瞬時表達載體PVX上，轉化農桿菌并注射煙草，最終鑒定到一個能夠誘導植物防御反應和提高植物抗病性的激發子蛋白SGP1，并發現其擁有一個保守的結構域，本實驗室通過截短該蛋白發現，截短后由22個氨基酸構成的短肽SNP22同樣具有誘導植物防御反應和提高植物抗病性的性能，本實驗室進一步發現編碼SGP1的基因存在于不同真菌中，通過實驗驗證其他真菌中部分SGP1的同源蛋白中與SNP22同源對應的短肽均具有誘導植物防御反應的性質。

基于此，本發明的第一個目的是提供一種能夠誘導植物防御反應和提高植物抗病性的稻曲菌激發子蛋白SGP1及其氨基酸序列、編碼該蛋白的SGP1基因及其核苷酸序列、含有SGP1基因的載體及含有該載體的宿主細胞、以及該激發子蛋白SGP1的應用。

本發明的第二個目的是提供一種能夠誘導植物防御反應和提高植物抗病性的稻曲菌激發子短肽SNP22及其氨基酸序列、編碼該短肽的SNP22基因及其核苷酸序列、含有SNP22基因的載體及含有該載體的宿主細胞、以及該激發子短肽的應用。