[发明专利]RING1蛋白在提高植物对水稻矮缩病毒抗性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及RING1蛋白在提高植物对水稻矮缩病毒抗性中的应用。

背景技术

水稻矮缩病毒（Rice Dwarf Virus，RDV）是呼肠孤病毒科（Reoviridae）植物呼肠孤病毒属（Phytoreovirus）的成员。RDV是引起水稻矮缩病的病原，可以感染水稻，造成水稻严重减产。RDV的传播需借助于昆虫介体叶蝉。RDV为双链RNA病毒，其基因组为十二条双链RNA。根据这十二条双链RNA在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率由慢到快，分别命名为S1到S12。RDV基因组编码至少七种结构蛋白，包括P1、P2、P3、P5、P7、P8、P9；五种非结构蛋白，包括Pns4、Pns6、Pns10、Pns11、Pns12。

P2是RDV的外壳蛋白，由S2编码，它能够与水稻内根-贝壳杉烯氧化酶及其类似蛋白相互作用，引起水稻赤霉素含量的降低，是造成水稻矮缩症状的原因之一（Zhu et al.,2005.The Rice Dwarf Virus P2Protein interacts with ent-Kaurene Oxidases in vivo,leading to reduced biosynthesis of Gibberellins and rice dwarf symptoms.Plant Physiology.139:1935-1945.）。另外，P2在RDV的昆虫介体叶蝉细胞中，能够引起细胞膜的融合，说明该蛋白在RDV侵染叶蝉过程中发挥作用（Zhou et al.,2007，The P2capsid protein of the nonenveloped rice dwarf phytoreovirus induces membrane fusion in insect host cells.Proceedings of the National Academy of Sciences of USA.104(49):19547-19552.）。

酵母双杂交是研究蛋白-蛋白相互作用的重要技术，通过研究蛋白之间的相互作用，可以深入了解蛋白在生物体内的功能。

泛素是一种广泛存在于真核生物中的小分子蛋白。它由76个氨基酸残基组成，在各个物种中是高度保守的。在蛋白的泛素化过程中，泛素C末端的甘氨酸在多种酶的催化作用下与底物中特定氨基酸残基（大部分情况为赖氨酸残基）共价相连，通常有多个泛素分子被依次连接在底物蛋白的特定位点上。如果后续的泛素分子被连接到前一个泛素分子的48位赖氨酸上，那么，被修饰的底物蛋白将被26S蛋白酶体识别并降解，释放出游离的泛素分子参与新的反应。

通常情况下，蛋白的泛素化修饰需要三个步骤。首先，泛素与泛素活化酶（ubiquitin-activating enzyme，E1）通过硫酯键相连，形成活性状态。然后，活化的泛素被传递给泛素连接酶（ubiquitin-conjugating enzyme，E2），两者也是通过硫酯键相连。最后，由蛋白-泛素连接酶（ubiquitin ligase enzyme，E3）识别并结合底物蛋白，催化E2上的泛素转移到底物上。该过程重复发生，底物蛋白就被加上了多个泛素分子的长链。

E3是底物特异性的决定因子。生物体内E3数量庞大，可以分为很多不同的类型。以拟南芥为例，根据E3分子中亚基的组成和其作用方式的不同，可将其分为以下几种类型：含有RING（Really Interesting New Gene）finger的E3、含有HECT（Homology to E6-Associated Carboxy-Terminus）Domain的E3、含有U-box的E3、CRLs（Cullin–RING Ligases）。其中CRLs又可分为四种不同的类型：SCF（the S phase kinase-associated protein1(SKP1)–cullin1(CUL1)–F-box complex）、BTB（the bric-a-brac–tramtrack–broad complex）、DDB（the DNA damage-binding Complex）和APC（the anaphase-promoting complex）。