[发明专利]细菌转位子组分蛋白及其截短体的表达和应用

说明书

本发明公开了一种细菌转位子组分蛋白及其截短体的表达和应用。本发明所获得的HrpF_Xoo和HrpF_536‑802两种蛋白产品，可以显著提高番茄、花生、小麦等作物的生长以及提高其产量，对于生物源增产药剂的开发具有应用价值；特别是，本发明利用hrpF的截短体序列的重组质粒pET30a(+)::hrpF’_Xoo，显著地提高了其在大肠杆菌中的表达量和表达效率，明显地节约了成本。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学与植物遗传工程技术领域，具体涉及一种细菌转位子组分蛋白及其截短体的表达和应用。

背景技术

水稻是人类的主要粮食产物，世界上近一半人口，都以大米为主食。而由水稻黄单胞菌引起的水稻白叶枯病(Bacterial blight,BB)是水稻上发病比较严重的细菌病害，对水稻的危害仅次于稻瘟病。

水稻白叶枯病的病原物是水稻黄单胞菌稻致病变种(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)，属于革兰氏阴性细菌，通过由hrp(hypersensitive response andpathogenicity)基因簇编码(Knoop et a1.,1991)的III型分泌(type III secretion,T3S)系统分泌致病相关蛋白质，包括致病效应子(effector)和辅助蛋白质(accessoryprotein)。

植物病原细菌T3S系统的辅助蛋白质大都高度保守，分别形成结构类似的针状物(needle)和纤毛(pilus)通道。通道末端，T3转位子蛋白质(translocator)通过复杂的分子互作嵌入寄主细胞膜(plasma membrane，PM)，构成转位子(translocon)，帮助效应子转位(translocation)，从细菌细胞转入寄主细胞。

部分转位子蛋白可以作为致病因子调控病原细菌与植物寄主抗感性互作的一类广谱蛋白激发子，由革兰氏阴性病原菌III型分泌系统分泌。许多研究证明，转位子蛋白可能经由细菌III型分泌系统分泌到植物细胞的质外体，而不是像III型分泌系统分泌的效应蛋白一样被转运到植物细胞胞质内。一些研究发现转位子蛋白能够与其他组分协作在寄主细胞膜上形成III型分泌系统注射孔洞，介导后续毒性或无毒效应蛋白向寄主胞内转运；这在一定程度上解释了转位子蛋白作为致病因子调控病原菌致病性的机理。

Translocon通常包括两种疏水性的转位子蛋白(the hydrophobictranslocators)以及一种亲水性转位子蛋白(the hydrophilic translocators)。动物病原菌III型分泌系统疏水性转位子蛋白主要分为两类，一类是主要疏水性转位子蛋白(major hydrophobic translocators)，例如分别来自于Yersinia、PseudomonasAeruginosa、Shigella、Salmonella以及Pathogenic Escherichia coli菌株中的YopB、PopB、IpaB、SipB和EspD；另一类是次要疏水性转位子蛋白(minor hydrophobictranslocators)，例如分别来自于上述菌株中的YopD、PopD、IpaC、SipC和EspB。

分析预测主要疏水性转位子蛋白(major hydrophobic translocators)的结构发现，它们大多含有两个跨膜的α-螺旋结构域(Transmembrane Helices，TMs)，同时在N和C末端分别含有一个普通的α-螺旋区域(α-helix)。而在TM结构区域序列同源性较高，推测该区域在寄主细胞膜孔洞形成以及效应因子转运过程可能发挥重要作用。相对于主要疏水性转位子蛋白，近些年来对次要疏水性转位子蛋白(minor hydrophobic translocators)的研究更加深入，该类蛋白往往只含有一个跨膜TM结构域。