[發明專利]一個可用于改良水稻白葉枯病抗性的激酶蛋白及編碼基因

有效

• 申請號: 202111679101.2
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114317487B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 陳銀華;肖曉蓉;王紅剛;李春霞;王睿
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 文小花

本發明公開了一個可用于改良水稻白葉枯病抗性的激酶蛋白及其編碼基因OsSnRK1c，所述激酶蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?NO:3所示，基因OsSnRK1c的核苷酸序列如SEQ?IDNO:2所示。研究顯示OsSnRK1c基因組全長為5136bp，轉錄組序列全長共2204bp，具有10個外顯子和9個內含子，其中CDS序列為1527bp。OsSnRK1c蛋白N端具有典型的絲氨酸蘇氨酸結構域S_TKc和中間的泛素結合結構域UBA以及C端的類激酶結構域KA1。實驗證明所述蛋白及其編碼基因能夠有效提高水稻白葉枯病抗性。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，特別涉及一個可用于改良水稻白葉枯病抗性的激酶蛋白及編碼基因。

背景技術

蔗糖非發酵型(sucrose?non-fermenting-1，SNF1)蛋白激酶(SnRKs)是植物中的主要蛋白激酶家族，與代謝和應激調控有關(Halford?and?Hey，2009；Hey?et?al，2010)。植物SnRKs家族分為3個子家族，它們是SnRK1、SnRK2、SnRK3(Halford,2005)，其中SnRK1在動植物中都有發現報道，哺乳動物中為AMPK(adenosine?monophosphate-activated?proteinkinase)，酵母中為SNF1，這個子家族主要涉及能量調控(Smeekens?et?al，2010)。而SnRK2和SnRK3在真菌或動物細胞中沒有任何對應物，是植物體內特有的(Halford?and?Hey，2009)。作為酵母和哺乳動物的直系同源物，研究發現AMPK和SnRK1的蛋白結構既有相似又存在差異，如都包含一個N端絲氨酸/蘇氨酸激酶結構域(KD)，緊隨其后的是一個三螺旋束，這個三螺旋束為AMPK的自抑制域(AID)和SnRK1的泛素相關域(UBA)(Emanuelle?et?al，2018)，其中KD結構域在動物中和植物中同源性為67-77％，而AID和UBA的同源性僅33％左右。

SnRK1是植物代謝的全球調節劑，控制著節能過程和替代能源的轉移，包括蔗糖、淀粉、細胞壁化合物、氨基酸和脂質；此外，SnRK1涉及從發芽到生殖和衰老基本的發育過程(Shen?et?al，2011；Cho?et?al，2012；Coello?et?al，2011)。越來越多的研究發現SnRK1在植物與應對不同類型的病原體(病毒，細菌，真菌，卵菌)和食草動物中發揮著關鍵作用(Hulsmans?et?al，2016)。如番茄SnRK1通過磷酸化蛋白bC1中的酸性殘基來限制番茄黃葉卷曲雙生病毒的侵染(Shen?et?al，2011)。SnRK1使甘藍葉卷曲病毒(CalCuV)和番茄斑駁病毒(ToMoV)AL2/C2蛋白磷酸化，從而延遲了擬南芥感染(Shen?et?al，2014)。AvrBsT對效應蛋白AvrBs1引起的HR反應的抑制作用依賴于SnRK1(Szczesny?et?al，2010)。甜橙植物(柑橘)感染了黃單胞菌柑橘潰瘍病Xaa(Xanthomonas?axonopodis?pv.aurantifoliipathotype?C，Xaa)后其體內的SnRK1的轉錄上調(Cernadas?et?al，2010)。目前，關于SnRKs在水稻白葉枯病抗性方面的相關研究還鮮有報道。

發明內容

鑒于現有技術的不足，我們通過生物信息學分析和TBtools軟件對OsSnRK1c的基因、蛋白結構和上游啟動子區進行了分析，同時通過表達譜分析結合轉基因材料的抗病性鑒定，研究了OsSnRK1c在抗病脅迫中的功能。

本發明方案包括以下內容：

一方面，本發明首先提供了一個可用于改良水稻白葉枯病抗性的激酶蛋白，所述激酶蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?NO:1所示，該蛋白命名為OsSnRK1c。該蛋白的編碼基因序列如SEQ?ID?NO:2所示，該基因命名為OsSnRK1c。

另一方面，基于目前的研究成果，本發明還提供了所述的激酶蛋白及其編碼基因的用途。