[发明专利]一种提高植物抗病性的铜绿假单胞菌鞭毛蛋白及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种提高植物抗病性的铜绿假单胞菌鞭毛蛋白及其编码基因和应用，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示或SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，且表达相同功能蛋白质的氨基酸序列；编码该蛋白的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示或SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸，且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。该蛋白可作为免疫激发子可以明显的提高植物的抗性病，其使用浓度低，起效快，可有效降低农业生产成本。

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，具体涉及一种提高植物抗病性的铜绿假单胞菌鞭毛蛋白及其编码基因和应用。

背景技术

目前世界上已有多个生物农药产品获得广泛应用，其中最广泛的是细菌性生物杀虫剂苏云金芽孢杆菌(Bt)和井冈霉素、中生菌素、芸苔素等农用抗生素。这些产品通过生物来源的抑菌和杀虫物质来达到抗虫抗病的目的。与化学杀虫抗菌药剂相比，这些产品的降解周期短，环境相容性大。然而病虫害的发生是植物与病原相互作用的过程，过去生物农药的研究开发往往忽略了植物本身的免疫力在植物抗病虫害过程中的作用。近年来，随着植物抗病机制的研究进展，植物免疫诱导技术成为生物农药发展中的一个新亮点。有关激发植物免疫抗病和促生增产作用的微生物蛋白农药的研究，已引起国内外的广泛关注和重视。早在2001年，美国EDEN公司从细菌源过敏蛋白中开发出的Messenger农药产品，然而其本质仍是一种杀菌剂。2016年，中国农科院植物保护研究所邱德文教授课题组从极细链格孢菌中提取出了一种激活蛋白，这种蛋白被证明能极大提高植物对病毒病的抗性，由此研发出了全球首个植物免疫类蛋白农药——阿泰灵，通过增强植物自身免疫力实现了农产品的抗病增产，开创了“植物免疫”的先河。

然而从宏观来看，市场上的植物免疫类农药种类较少，仅有阿泰灵，Harpin蛋白等几种类型。从微观上说，这些产品依然存在着局限性。首先，极细链格孢菌激活蛋白和Harpin蛋白的受体尚不清晰，这意味着难以对他们的使用，在理论上做出科学有效的指导，只能通过实验经验来判断其适用范围和使用浓度，这需要一个长期不断的探索过程；第二，植物对这些植物免疫类农药的敏感性较低，其最终的使用浓度为100μmol，每亩地使用量达100g，成本也超过了40元/亩。为了减少农业生产成本，依旧需要研究和开发新的产品。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种提高植物抗病性的铜绿假单胞菌鞭毛蛋白及其编码基因和应用，该蛋白首次用于农业生产病害的防治，发明人发现能有效降低农业生产中的使用成本。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高植物抗病性的铜绿假单胞菌鞭毛蛋白flagellin，其氨基酸序列如SEQID NO:1所示，或SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸，且表达相同功能蛋白质的氨基酸序列。

编码上述铜绿假单胞菌鞭毛蛋白的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，或SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸，且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。

一种重组载体，包含上述编码铜绿假单胞菌鞭毛蛋白的基因。

一种重组菌，包含上述编码铜绿假单胞菌鞭毛蛋白的基因。

一种宿主细胞，包含上述编码铜绿假单胞菌鞭毛蛋白的基因。

上述铜绿假单胞菌鞭毛蛋白flagellin在提高植物抗病性和诱导植物防御反应中的应用，具体为：在提高植物抗丁香假单胞菌侵染、稻瘟病菌侵染和禾谷镰刀菌侵染方面的应用，更进一步地，这些植物为十字花科植物(如拟南芥、油菜等)、茄科植物(如烟草和番茄等)和禾本科植物(如水稻、玉米、小麦等)。更具体为：铜绿假单胞菌鞭毛蛋白flagellin在提高十字花科和茄科植物抗丁香假单胞菌侵染方面的应用，在提高水稻抗稻瘟病菌侵染方面的应用，在提高玉米、小麦抗禾谷镰刀菌侵染方面的应用。