[发明专利]一种水稻萜烯合成酶，编码其的基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物分子生物学领域，特别涉及一种水稻萜烯合成酶，编码其的基因及其应用。

背景技术

植物的间接防御反应首次是在玉米上被发现的(Turlings et al.，1990)，这种防御反应的特点是被植食性昆虫取食之后，植物依靠特异性挥发物的释放来吸引昆虫的天敌，从而达到防御植食性昆虫的目的。许多植物在被植食性昆虫取食之后可以提高特异性挥发物释放的量，一些植食性昆虫诱导的挥发物可以吸引植食性昆虫的天敌(捕食性或寄生性)，这些挥发物就成为植物间接防御的媒介(信号)物质，所以植物间接防御研究的核心是植物特异性的挥发性信号物质及其调控机制(Takabayashi and Dicke，1996；Pichersky and Gershenzon，2002；Dudareva et al.，2006)。相对于已经有一定研究基础的生态方面的研究，植物间接防御反应在分子生物学方面的研究还是刚刚起步的。利用分子生物学技术以及转基因技术研究植物特异性的挥发物可以最大程度的去除背景干扰，容易地找到植食性昆虫诱导后表达量特异性上升的挥发物。目前植物间接防御反应在分子生物学方面的研究主要进行以下两方面：一方面是有多少基因直接参与植食性昆虫诱导后，植物特异性挥发物的生物合成；另一方面是这些基因怎样调控挥发物的合成，产物是什么以及这些产物具有什么样的作用等等(Yuanet al.，2008)。

植物萜烯(单萜烯、倍半萜烯、双萜烯)类化合物是植物在被植食性昆虫诱导后最常见，最多样的植物挥发物类群(Pare and Tumlinson，1999)。一些特定种类的萜烯化合物在植物间接防御方面的功能，已经通过人工合成标准化合物，从生态学方面进行了研究(Kessler and Baldwin，2001)。在基因水平上，从调控植物萜烯合成酶基因的表达出发，也验证了部分萜烯化合物在植物间接防御方面的功能(Kappers et al.，2005；Schnee et al.，2006)。所有的萜烯化合物都是由萜烯合成酶调控合成的，萜烯合成酶是合成植物萜烯类挥发物末端合成酶。因此，研究萜烯合成酶以及萜烯合成酶基因对于确定植食性昆虫诱导的植物特异性挥发物具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种水稻萜烯合成酶，编码其的基因及其应用。

为实现上述目的，本发明首先提供一种水稻萜烯合成酶Ostps，其为：由SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。

应当理解，本领域技术人员可根据本发明公开的氨基酸序列，在不影响其活性的前提下，取代、缺失和/或增加一个或几个氨基酸，得到所述蛋白的突变序列。因此，本发明水稻萜烯合成酶还包括由SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等活性的由SEQ ID NO.2所示的蛋白质衍生的蛋白质。

优选的，衍生蛋白的氨基酸序列与SEQ ID No.2所示的氨基酸序列的同源性可为70％以上，优选80％以上，更优选90％以上。

本发明还提供编码上述蛋白的基因。优选的，本发明提供的编码水稻萜烯合成酶的基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

应理解，考虑到密码子的简并性以及不同物种密码子的偏爱性，本领域技术人员可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。

本发明还提供的含有水稻萜烯合成酶基因的载体、宿主细胞及宿主菌均属于本发明的保护范围。其中，优选的宿主细胞为植物宿主细胞。

当1-2龄二化螟幼虫取食水稻时，水稻会上调基因Ostps的表达量，此基因及其产物可以帮助水稻更加吸引二化螟绒茧蜂雌虫，从而水稻依靠自身的间接防御机制抵抗二化螟的取食。

附图说明

图1为构建消减文库的水稻总RNA电泳图，(A)二化螟诱导水稻不同时间段的总RNA电泳图，(B)没有经过二化螟诱导的水稻不同时间段的总RNA电泳图。

图2为构建消减文库的水稻mRNA电泳图。1：Takara 2000bpmarker；2：对照水稻总RNA纯化后的mRNA；3：二化螟诱导水稻后总RNA纯化后的mRNA。

图3为反向Northern斑点杂交图谱。A由经过水稻抑制性消减文库正向文库合成的探针杂交后的图谱；B由经过水稻抑制性消减文库反向文库合成的探针杂交后的图谱；C由二化螟诱导的水稻总RNA未经过消减杂交合成探针杂交后的图谱；D没有经过二化螟诱导的水稻总RNA未经过消减杂交合成探针杂交后的图谱。