[发明专利]一种小麦凝集素类蛋白TaJRL1及其编码基因与应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种来源于小麦的凝集素蛋白TaJRL1及其编码基因与应用。

二、背景技术

植物在整个生命周期中会面临各种细菌、真菌、病毒、蚜虫、蝗虫、螟虫、飞蛾等病虫害的危害等，这些病虫害对植物生长发育产生诸多不利的影响。为了应对各种病虫害，植物自身形成了一系列调控机制：除了通过在侵染部位合成和积累木质素、植保素等物质来阻止病菌的入侵和扩展之外，植物还通过诱导防卫反应产生广谱抗性来应对病原菌的侵入。研究表明，植物的防卫反应受两类基因的控制，一类是R基因，一类是病程相关基因，前者属于基础抗性，后者属于诱导型抗性。R基因产物作为受体，直接或者间接的参与病原蛋白互作，从而启动植物体内的抗病信号途径。这类抗病反应产生的抗病性较强，但是由于R基因的资源有限，尤其是对某些复杂的数量性状抗病性如小麦的赤霉病抗性，这类R基因的获得尤其困难。除开资源有限较难获得之外，R基因介导的抗性具有病原种类和病原生理小种的特异性，抗谱不广，抗性易于丧失。与R基因相比较，病程相关基因介导的抗性具有抗性持久、抗谱广泛和资源丰富等优点。在缺乏R基因的情况下，通过克隆病程相关基因提高植物的抗性显得尤为重要。这类病程相关基因的共同特点是在经过病原菌诱导后表达量明显升高或减少。

小麦是世界上重要的粮食作物之一，但病虫害的影响往往导致产量和品质的下降。病原菌对植物的侵害及引起的一系列防卫反应在不同植物与病原菌之间存在相似性，因此，我们可以通过抗病反应相关基因的应用来提高植物广谱及长效的抗性。抗病反应的调控因子分为正调控因子和负调控因子两类。正调控因子的超量表达，可以快速而有效的启动抗病反应，提高植物的抗病性，拓宽植物的抗谱；而抑制该基因的表达则会导致抗病性的减弱。

凝集素是一类非免疫起源的糖结合蛋白，各种生物中分布广泛、种类众多，家族内各成员的结构和功能亦差异悬殊。根据特征性质的不同可以将植物凝集素分为七个亚家族：苋科凝集素、葫芦科韧皮部凝集素、橡胶蛋白结构域凝集素、豆科凝集素、单子叶植物甘露糖结合凝集素、II型核糖体失活蛋白凝集素和jacalin相关凝集素。值得说明的是，本发明的TaJRL1蛋白是来源于小麦的jacalin相关凝集素，在本发明提出之前，Genbank中与TaJRL1的同源性最高的多肽链为大麦的mJRL蛋白LEM2，两者的同源性仅为48％。

三、发明内容

技术要求

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗病虫相关的小麦凝集素类蛋白TaJRL1。

本发明还要解决的技术问题是提供上述蛋白的编码基因。

本发明还要解决的技术问题是提供上述基因在培育抗病虫品种中的应用。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种小麦凝集素类蛋白TaJRL1(Triticum aestivum Jacalin Related Lectin)，它是具有序列表中SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列的蛋白质，或者是将SEQ ID NO：2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与SEQ ID NO：2的氨基酸残基序列相同活性的由SEQ ID NO：2衍生的蛋白质。

所述的小麦凝集素类蛋白TaJRL1优选具有序列表中SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。该蛋白包含301个氨基酸，等电点为6.36，含有2个jacalin结构域，一个结构域为AA21-AA148，第二个结构域为AA163-AA298。在NCBI网站上进行序列比对没有发现与该多肽链同源性超过50％的蛋白序列公布。在已公布的蛋白序列中，与该多肽链同源性最高的蛋白质序列是大麦mJRL蛋白LEM2，两者之间的同源性仅为48％。因此，TaJRL1是一个新的jccalin类似蛋白。

上述小麦凝集素类蛋白TaJRL1的编码基因，是下列核苷酸序列之一：

1)序列表中SEQ IDNO：1所示的核苷酸序列；

2)编码序列表中SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列的多核苷酸；

3)在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID NO：1限定的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。

小麦凝集素类蛋白TaJRL1的编码基因优选序列表中SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。小麦凝集素类蛋白TaJRL1的编码基因含有906bp的核苷酸。

含有上述基因TaJRL1的表达载体和转基因细胞系也在本发明的保护范围之内，利用现有分子生物学的方法可以得到不同的表达载体和转基因细胞系。