[发明专利]蛋白IbGlu及其编码基因与在提高甘薯茎线虫病抗性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种蛋白IbGlu及其编码基因与在提高甘薯茎线虫病抗性中的应用。

背景技术

植物在面临多种病菌挑战中，逐渐进化形成了一系列复杂的防御机制来抵抗病原菌的侵害，保护自己，减轻病害的危害程度。植物的抗病性是建立在一定的物质基础上的,是由植物的形态结构和生理生化等多方面因素在时间和空间上综合表现的结果。它是通过体内抗病基因的表达,进而控制有关蛋白酶的表达和有关抗病调控物质的产生来实现的。抗病基因的存在与否,抗病基因的表达速度,有关蛋白酶的活性及调控物质的量,就决定了植物抗病性的强弱。植物的主动抗性由许多防卫反应组成，而且它们在时间和空间上相互交叉，并且，抗性表现的快慢及程度不同，其中氧爆发、一氧化氮生成、细胞壁蛋白的交联和胼胝质的合成与沉积是抗性中涉及的快速反应。这些反应不需要基因的转录和蛋白质的合成；过敏反应、植保素合成、木质化、病程相关蛋白(如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶等)和富含羟脯氨酸糖蛋白的合成，以及系统获得性抗性都需要基因转录和蛋白质合成，属于抗性中较慢的反应。

β-1,3-葡聚糖酶在植物中广泛存在，参与细胞分裂、种子萌芽、芽休眠、花的形成和果实成熟等生理分化和发育过程，并在植物病害的防卫反应中起着重要的作用，其生物合成受细胞分裂素、水杨酸、乙烯、病原物等诱导。β-1,3-葡聚糖酶可以催化大多数植物真菌细胞壁的主要成分之一β-1,3-葡聚糖的水解，水解后释放的低聚糖反过来又能诱导植物产生其他多种病程相关蛋白(如植物抗毒素等)。β-1,3-葡聚糖酶属于病程相关蛋白大家族中的一员，根据蛋白质产物大小、等电点、一级结构、细胞定位和调控模式等特征，可将其分为5类(Ⅰ～Ⅴ)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类受病原菌的诱导，属于病原相关蛋白家族，Ⅰ类β-1,3-葡聚糖酶是碱性液泡蛋白，Ⅱ类β-1,3-葡聚糖酶是酸性胞外蛋白，与Ⅰ类蛋白序列一致性为52%，Ⅲ类β-1,3-葡聚糖酶是酸性或碱性胞外蛋白，与Ⅰ、Ⅱ类蛋白一致性低于57%。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白IbGlu及其编码基因。

本发明提供的蛋白IbGlu，是如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（b）将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗病性相关的由序列2衍生的蛋白质。

上述蛋白中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

编码上述蛋白的基因也是本发明保护的范围。

上述基因是如下(1）-(4）中任一种的DNA分子：

(1）编码序列为序列表中序列1自5’末端第41-1188位核苷酸所示的DNA分子；

(2）编码序列为序列表中序列1自5’末端第49-1080位核苷酸所示的DNA分子；

(3）在严格条件下与（1）或（2）限定的DNA序列杂交且编码植物抗病性相关蛋白的DNA分子；

(4）与（1）或（2）限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码植物抗病性相关蛋白的DNA分子。

上述严格条件为在6×SSC，0.5%SDS的溶液中，在65°C下杂交,然后用2×SSC,0.1%SDS和1×SSC,0.1%SDS各洗膜一次。

上述序列表中的序列1由1541个碱基组成，其开放阅读框架（ORF）为自5′末端第49-1080位碱基，编码具有序列表中序列2的氨基酸序列的IbGlu。

含有上述编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌也是本发明保护的范围。

上述重组载体为将上述蛋白的编码基因插入表达载体中，得到表达上述蛋白的重组载体。

在本发明的实施例中，表达载体具体为载体pCBGUS；上述重组载体为将上述蛋白的编码基因（序列表中序列1自5’末端第41-1188位核苷酸所示的DNA分子）插入pCBGUS的Sac I和BamH I酶切位点间得到的载体。

上述pCBGUS载体是通过包括如下步骤的方法得到的：

（1）将pCAMBIA1301载体（购自CAMBIA公司）经过Hind III和EcoR I双酶切，回收11786bp的载体大片段；