[发明专利]小麦hpfw基因、表达产物及其应用

说明书

本申请为申请日：2007年2月14日，申请号：200710020342.X，名称：水稻hpfr基因、表达产物及其应用的分案申请。

一、技术领域

本发明涉及水稻hpfr基因、表达产物及其用途，属农业生物技术领域，用于防治植物病虫害、促进植物生长和提高作物产量。

二、背景技术

hrp基因是植物病原细菌中决定在非寄主植物上激发过敏反应(hypersensitiveresponse，HR)和在寄主植物上致病性的基因[Lindgren P B，The role of hrp genes duringplant-bacterial interaction.Annu Rev Phytopathol，1997，35：129～152]。过敏反应是植物产生的一种局部的、快速的细胞编程死亡(programmed cell death，PCD)形式。PCD可以引发一种或多种信号传导途径，赋予植物多种抗环境胁迫能力。

国内外对植物病原细菌的hrp基因做了较详细的研究。Wei等人首次发现梨火疫病菌Erwinia amylovora的hrpN基因编码的一种新蛋白质能诱导植物产生过敏反应，并将其命名为Harpin。该蛋白质的特点是富含甘氨酸和缺乏半胱氨酸，热稳定，具有诱导植物产生过敏反应、诱导抗病和促进作物生长等生物活性[Wei Z M，Laby R J，Zumoff C H，et al.Harpin，elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogen Erwinia amylovora.Science，1992.257：85～88]。现已陆续从丁香假单胞菌Pseudomonas syringae和黄单胞菌Xanthomonasoryzae等多种植物病原细菌中鉴定出具有harpin活性的蛋白质。它们是由相应的植物病原细菌hrp基因簇中特定hrp基因编码的。

闻伟刚等从水稻白叶枯病菌X.oryzae pv.oryzae中克隆了hrp基因，即hrfA_Xoo基因，该基因核苷酸序列大小为420bp，编码产物harpin_Xoo分子量为15.6kD，该蛋白质具有harpins的功能：注射烟草可以诱导植物产生过敏反应；在体外喷雾处理植物可以诱导植物产生抗性和促进作物生长等[闻伟刚，邵敏，陈功友，王金生，水稻白叶枯病蛋白质激发子诱导植物的防卫反应.农业生物技术学报，2003，11(2)：192～197]。表达该蛋白质的基因工程菌株已经正在进行产业化研究与开发，相关的研究已经申请国家专利保护[专利号：ZJ00135403.5]；将hrfA_Xoo基因转化水稻，具有提高水稻对稻瘟病、白叶枯病的抗性[邵敏，王金生，转hrfA_Xoo基因水稻对白叶枯病的抗性，南京农业大学学报2004，27(4)：36-40]，相关研究已受国家专利保护[专利号：ZL 02157213.5]。因此，植物病原细菌中的hrp基因及其应用研究得较多，但植物中类似于harpin编码基因及其应用研究至今尚未有报道。

三、发明内容

技术问题 本发明的目的是提供水稻中的hpfr基因、表达产物及其用途。来自于水稻的hpfr基因的表达产物，防治植物病害、促进作物生长。

技术方案 本发明所提供的基因具有以下特征：

1.水稻hpfr基因来源：

设计引物：5’-GGAATTCCATATGAACTCTTTGAACACACAATTGG-3’和5’-CGGGATCCTATTACTGCATTGATGCGCTTCC-3’，用PCR方法从水稻中扩增出该片段。该基因片段命名为hpfr基因(图1)。以hpfr基因为探针，与水稻基因组总DNA杂交，杂交结果显示，在水稻基因组中有杂交阳性信号(图2)。

2.水稻hpfr基因的核苷酸序列水稻hpfr基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.1(图3)：确定该基因大小为405bp，起始密码子处存在EcoRI酶切位点GAATTC，编码区域富含GGT或GGC示编码甘氨酸(glycine，G)的密码子(阴影区)，有4个GGCGGC重复区域(方框区)。ATG示起始密码子，TAA示终止子。

3.水稻hpfr基因编码的推导氨基酸序列水稻hpfr基因编码的推导氨基酸序列为SEQ IDNO.2(图4)，根据hpfr基因的核苷酸序列推导的氨基酸序列为134个氨基酸。富含甘氨酸(阴影区)，不含半光氨酸。