[发明专利]漾濞大泡核桃核糖核酸酶基因JsRNase及应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学以及基因工程相关技术研究领域，特别是具有抗真菌活性的漾濞大泡核桃核糖核酸酶基因JsRNase及应用。

背景技术

植物病害在农业生产中是一个非常棘手的问题，人类与植物病害的斗争贯穿于农业的发展与进步之中。兴起于20世纪初期的经典遗传学使人们能够通过杂交育种成功地培育出新的抗病品种，大幅度地提高粮食产量。近年来，随着分子生物学理论和技术的不断发展完善，人们能够通过基因工程这一现代生物技术直接、快速和高效地培育抗病新品种和新材料，是提高植物抗病性的一种新方法。

核糖核酸酶(Ribonucleases, RNase)可以分解RNA，普遍存在于各种生物体内，包括病毒、细菌、真菌、原生动物、动物和植物。根据序列同源性以及最适pH，RNase被分为碱性核糖核酸酶(Alkaline RNase)Ⅰ和酸性核糖核酸酶(Acid RNase)Ⅱ两类。第Ⅰ类的RNase的最适pH为7.0~8.0，根据来源、分子量以及作用位点特异性，第Ⅰ类又分为A (RNase T1家族)和B亚类(RNase A家族。亚类A的成员主要是来源于微生物，分子量为11~12 kDa，作用底物有鸟苷酸特异性；亚类B成员主要来源于脊椎动物，分子量约为14 kDa，作用底物具有嘧啶特异性。第Ⅱ类只包含T2类RNase，即RNase T2家族，最适pH为4.0~5.0，分子量大于20 kDa，一般为24~36 kDa，此类RNase的分布较广，且没有发现其作用底物的特异性(Deshpande RA, Shankar V. Ribonucleases from T2 family. Critical reviews in microbiology. 2002, 28: 79–122.)。

植物RNase T2家族分为两个不同的亚类：S-RNases和S-like RNases。雌蕊等植物组织是病原菌营养的丰富来源，产生于雌蕊的RNases与蛋白酶抑制剂和其他植物防御蛋白结合起来抵御病原菌侵染植物(Green PJ. The ribonucleases of higher plants. Annual review of plant biology. 1994, 45: 421–445.)。在植物种子中发现的S-like RNases，如来自苦瓜(Momordica charantia)的RNase MC1，来自丝瓜(Luffa cylindrica)的RNase LC1和LC2等，作者认为它们可以保护种子免遭病原菌的侵害(Irie M. Structure-function relationships of acid ribonucleases: lysosomal, vacuolar, and periplasmic enzymes. Pharmacology & therapeutics. 1999, 81: 77–89.)。

Galiana等人发现烟草(Nicotiana tabacum)叶片接种病原真菌Phytophthora parasitica var. nicotianae后，烟草胞外编码S-like RNase NE的基因快速表达，且该蛋白的活性可以抑制真菌的侵入(Galiana E, Bonnet P, Conrod S, et al. RNase activity prevents the growth of a fungal pathogen in tobacco leaves and increases upon induction of systemic acquired resistance with elicitin. Plant Physiology. 1997, 115: 1557–1567.)。黑胫病菌(P. parasitica)的侵染可以诱导烟草核糖核酸酶RNase NE基因的表达，纯化的RNase NE蛋白能在体外抑制黑胫病菌和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)游动孢子的菌丝生长，外源施加RNase NE蛋白也能抑制烟草叶片上真菌菌丝的生长(Hugot K, Ponchet M, Marais A, et al. A tobacco S-like RNase inhibits hyphal elongation of plant pathogens. Molecular plant-microbe interactions. 2002, 15: 243–250.)。