[發明專利]具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶及應用

在審

• 申請號: 202211255439.X
• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115725546A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 朱詠華;卜志剛;李瑋;劉選明;劉小莉
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C12N9/24
• 分類號: C12N9/24;C12N15/56;C12N15/70;C12N1/21;A01N37/46;A01N63/50;A01P21/00;A01G13/00;A01G7/06;C12R1/19
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發明公開了一種具有激活植物免疫的α?甘露糖苷酶及應用，該α?甘露糖苷酶為氨基酸序列是如SEQ ID NO.2所示的蛋白質，或為如SEQ ID NO.2所示的融合蛋白、具有85％或85％以上的同源性且相同功能的蛋白質。本發明α?甘露糖苷酶，可有效激發并誘導宿主活性氧迸發、胼胝質積累和免疫通路相關基因上調等免疫響應，也可使宿主保持在一種“預備”狀態，能夠增強宿主的抗病能力，有效且節能地抵御隨后的病菌侵染，阻止或減輕病害的發生，能夠作為植物與微生物互作過程中誘導植物免疫的激發子，因而可作為植物免疫誘抗劑的有效成分，廣泛用于激活并提升植物的免疫激活能力，在農業生產中具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于生物防治技術領域，涉及一種具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶及應用，具體涉及一種水稻內生放線菌分泌的具有激活植物免疫功能的新型α-甘露糖苷酶ShAM1及其應用。

背景技術

在長期的進化過程中，植物面對復雜的微生物環境，逐步進化出了復雜的免疫識別機制來識別外源微生物，進而激活免疫途徑中下游一系列的防御反應，包括活性氧迸發、胼胝質沉積、防御通路相關基因的表達以及誘導過敏性壞死反應，最終導致植物免疫力和抗病性增強，其中誘導植物免疫并產生抗性的激發子包括糖類、蛋白多肽類、脂類以及小分子代謝產物類等，在農業生產中可開發應用為植物免疫誘抗劑。相較于化學農藥的殘留污染與抗性育種面臨抗病性易喪失的問題，植物免疫誘抗劑的應用是廣泛、長期的防治策略。

近年來，免疫激活物質的研究主要聚焦于病原菌來源的激發子，如大豆疫霉來源的蛋白激發子糖基水解酶XEG1、谷氨酰胺轉移酶GP42和糖類激發子乙酸丁乙酯，稻瘟病菌來源的蛋白激發子MoHrip1和MoHrip2、次級代謝產物激發子腦苷脂等。但關于益生菌來源的激發子鑒定研究則相對較少。作為穩定生活在健康宿主體內的內生菌，其積極調控宿主免疫方面的能力與方式則更具適應性優勢，因此，開拓內生菌領域的免疫激發子具有良好的農業應用前景。

α-甘露糖苷酶是一類參與蛋白質的N-糖基化的重要蛋白酶，其功能是剪切甘露糖殘基的甘露糖α-1,2、α-1,3、α-1,6糖苷鍵，形成各種構型的N-寡糖。目前，已報道的α-甘露糖苷酶多是研究其酶活特性和水解機制，然而，迄今為止，α-甘露糖苷酶在植物與微生物互作過程中作為誘導植物免疫的激發子還未見報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶及應用，該α-甘露糖苷酶從水稻內生放線菌OsiSh-2中分離鑒定得到，是一種新型的分泌型蛋白，不僅可有效激發并誘導宿主活性氧迸發、胼胝質積累和免疫通路相關基因上調等免疫響應，而且可以使宿主保持在一種“預備”狀態，從而能夠增強宿主的抗病能力，有效且節能地抵御隨后的病菌(如稻瘟病菌)侵染，阻止或減輕病害的發生，因而本發明α-甘露糖苷酶能夠作為植物與微生物互作過程中誘導植物免疫的激發子，可作為植物免疫誘抗劑的有效成分，廣泛用于激活并提升植物(如水稻、擬南芥、辣椒、黃瓜、番茄和本氏煙草)的免疫激活能力，在農業生產中具有廣闊的應用前景。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案。

一種具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶，所述α-甘露糖苷酶為如a)或b)或c)或d)所示的蛋白質；

a)氨基酸序列是如SEQ ID NO.2所示的蛋白質；

b)在如SEQ ID NO.2所示的蛋白質的N端連接標簽得到融合蛋白；

c)將如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白質；

d)與如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有85％或85％以上的同源性且相同功能的蛋白質。

作為一個總的技術構思，本發明還提供了一種編碼上述的具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶的編碼基因。