[發(fā)明專利]一種梨幾丁質(zhì)酶、其編碼基因及其在提高植物抗病中的應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113637661A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張紹鈴;陳啟明;黃小三;董慧珍;齊開杰;殷豪;喬鑫;謝智華;喬清海
• 申請（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 薛紅凡

本發(fā)明提供了一種梨幾丁質(zhì)酶、其編碼基因及其在提高植物抗病中的應(yīng)用，屬于分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。梨幾丁質(zhì)酶氨基酸序列如SEQIDNO:1所示。研究表明，梨幾丁質(zhì)酶表達量與梨品種抗病性呈正相關(guān)，高抗病品種中的表達量是高感病品種中表達量的4.5倍。同時梨幾丁質(zhì)酶基因經(jīng)過原核表達系統(tǒng)重組表達后具有典型的幾丁質(zhì)酶活性，純化的幾丁質(zhì)酶的比活力在最適條件下為14.85U/mg。該梨幾丁質(zhì)酶基因可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得過表達的轉(zhuǎn)基因植株，從而提高植物的抗病能力，也可將其用于利用基因工程技術(shù)制備該幾丁質(zhì)酶應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種梨幾丁質(zhì)酶、其編碼基因及其在提高植物抗病中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

梨是世界上重要的經(jīng)濟果樹，作為一種受到歡迎的健康水果，人們對梨的產(chǎn)量和品質(zhì)要求也在逐年提高。但梨在種植和儲藏過程中經(jīng)常受到各種病蟲害的威脅，其中梨黑斑病、炭疽病和輪紋病的危害最為嚴重，因其傳播途徑廣泛，難以徹底根除。染病梨樹葉片會產(chǎn)生逐漸擴張的病斑直至整葉壞死掉落；染病梨果實枝及干會出現(xiàn)環(huán)裝壞死區(qū)域直至韌皮部壞死剝離，嚴重影響果實外觀及品質(zhì)性狀。雖然生產(chǎn)上以抗真菌劑為主的農(nóng)業(yè)綜合防治能起到一定的效果，但這些化學(xué)藥劑對環(huán)境造成了不同程度的污染。目前，尚未發(fā)現(xiàn)對上述病害免疫的梨品種，且引入外源抗性基因的方法存在未知的遺傳學(xué)風(fēng)險，因此研究并利用梨中抗病基因進行分子設(shè)計育種，是防治梨樹病害最經(jīng)濟有效的途徑。

當植物受到病原真菌的侵染時，自身會形成復(fù)雜獨特的防御機制，包括合成植保素、表達病程相關(guān)蛋白等，使植物獲得系統(tǒng)性抗性。但目前還沒有關(guān)于梨來源的幾丁質(zhì)酶在真菌病原防治的報道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種梨幾丁質(zhì)酶及其編碼基因，由于梨幾丁質(zhì)酶的蛋白和基因表達水平與抗病性呈正相關(guān)，從而可用于提高植物的抗病能力。

本發(fā)明的目的還在于提供了所述梨幾丁質(zhì)酶及其編碼基因在提高植物抗病中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種梨幾丁質(zhì)酶，氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本發(fā)明提供了一種編碼所述梨幾丁質(zhì)酶的基因PbrChiA，核苷酸序列如SEQ IDNO:2所示。

本發(fā)明提供了一種植物重組表達載體，包含所述基因PbrChiA。

優(yōu)選的，以pCold-His為骨架載體；

所述基因PbrChiA的插入多克隆位點為XbaI/XhoI。

本發(fā)明提供了所述梨幾丁質(zhì)酶、所述基因PbrChiA或所述植物重組表達載體在提高植物抗病性中的應(yīng)用。

優(yōu)選的，所述植物抗病性中的病包括由葡萄球菌屬(Botryosphaeria)病原菌引起的植物病害。

優(yōu)選的，所述由葡萄座腔菌屬病原菌引起的植物病害包括果樹輪紋病。

優(yōu)選的，所述果樹輪紋病包括梨輪紋病和蘋果輪紋病。

本發(fā)明提供了所述基因PbrChiA或所述植物重組表達載體在生產(chǎn)幾丁質(zhì)酶中的應(yīng)用。

優(yōu)選的，生產(chǎn)的幾丁質(zhì)酶在35℃、pH為8條件下比活力不低于14.85U/mg。

本發(fā)明提供的梨幾丁質(zhì)酶，氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。本發(fā)明通過對比分析抗病、感病品種在輪紋病侵染前后的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，篩選得到幾丁質(zhì)酶基因，所述基因受輪紋病侵染誘導(dǎo)而顯著上調(diào)表達且在抗病品種中上調(diào)倍數(shù)更高。通過將所述梨幾丁質(zhì)酶利用基因工程方式轉(zhuǎn)入果樹中，可提高植物的抗病能力，也可將其用于利用基因工程技術(shù)制備該幾丁質(zhì)酶應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化中。

附圖說明