抗病相關蛋白及其編碼基因與它們在調(diào)控植物抗病性中的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物技術領域中抗病相關蛋白及其編碼基因與它們在調(diào)控植物抗病 性中的應用。
【背景技術】
[0002] 棉花是我國重要經(jīng)濟作物，棉紡織品在我國出口貿(mào)易中占有舉足輕重的地位。黃 萎病是棉花的最主要病害，常年發(fā)病面積超過300-400萬hm2,占整個棉田面積的70%以 上，一般減產(chǎn)20 % -30 %，重病田減產(chǎn)60 % -70 %甚至絕收，每年因黃萎病造成的損失達100 萬噸，且棉花發(fā)病后纖維品質(zhì)嚴重降低。目前我國大面積種植的陸地棉品種（Gossypium hirsutum)均難以達到高抗黃萎病水平，海島棉（Gossypiumbarbadense)雖然抗黃萎病， 但因產(chǎn)量低、感枯萎病、需要積溫高等無法大面積種植。從1950年起，我國棉花育種家試圖 將海島棉抗病基因用雜交育種方法整合到陸地棉中，培育既高抗黃萎病又豐產(chǎn)的品種，但 均未實現(xiàn)，劉海洋等（2012)報道在棉花主栽區(qū)及區(qū)試中的120個品種中，只有1個品種介 于抗黃萎病與耐病之間，其余均為耐病或感病品種。
[0003] 棉花的主要病蟲害包括枯萎病、黃萎病和棉鈴蟲。黃萎病不僅發(fā)病面積大，重病 面積也在不斷增加，尤為強致病力落葉型菌系所造成的危害更具有毀滅性，落葉型菌系中 71. 9%為強致病力菌。棉花黃萎病自1993年以后時有爆發(fā)，2003年我國黃河、長江流域及 西部內(nèi)陸棉區(qū)同時大規(guī)模爆發(fā)棉花黃萎病，2006年冀魯豫棉區(qū)嚴重發(fā)生，重病田面積占種 植總面積的70%以上。目前新疆已成為我國棉花主產(chǎn)區(qū)，隨著膜下滴灌技術的普及，黃萎病 發(fā)病也在迅速加重。
[0004] 黃萎病的發(fā)生不僅使皮棉減產(chǎn)且嚴重影響棉花品質(zhì)。黃萎病的發(fā)病程度通常分 為0-4級，衡量一個品種的抗病性一般用病情指數(shù)來表示：黃萎病情指數(shù)在0-10為高抗、 11-20為抗病、21-35為耐病，超過35則為感病。棉花發(fā)病后單株成鈴將大幅度減少，原因 是養(yǎng)分供應不足。發(fā)病嚴重時，單株成鈴不足正常條件的50% (正常情況單株成鈴18個左 右）即使不脫落也會顯著降低棉花單鈴產(chǎn)量。據(jù)估計，2003年黃萎病的大爆發(fā)導致皮棉減 產(chǎn)2. 3億公斤，直接導致經(jīng)濟損失約30億元。此后每年因黃萎病引起的經(jīng)濟損失都超過10 億元。高抗棉花發(fā)病后纖維品質(zhì)顯著降低：一般細度降低20%，強力下降22%，長度減少2 毫米。黃萎病在我國由大麗輪枝菌引起，病菌一旦傳入會在土壤中存活20年以上，因此黃 萎病有棉花"癌癥"之稱。我國從1972年開始重視黃萎病的研宄與防治，但到目前為止尚 未得到有效控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是如何提高植物的抗病性。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明首先提供了蛋白質(zhì)。
[0007] 本發(fā)明所提供的蛋白質(zhì)，其名稱為VdAL，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)：
[0008] a)氨基酸序列是序列1的第1-264位氨基酸的蛋白質(zhì)；
[0009] b)將序列表中序列1的第1-264位氨基酸所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基 酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質(zhì)；
[0010] c)氨基酸序列是序列1的蛋白質(zhì)；
[0011] d)將序列表中序列1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或 缺失和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質(zhì)。
[0012] 其中，序列1由287個氨基酸組成，序列1的第265-287位氨基酸為FLAG的氨基 酸序列。
[0013] 為了使a)中的蛋白質(zhì)便于純化，可在序列表中序列1所示的蛋白質(zhì)的氨基末端或 羧基末端連接上如表1所示的標簽。
[0014] 表1、標簽的序列
[0015]
【主權項】
1. 如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)： a) 氨基酸序列是序列1的第1-264位氨基酸的蛋白質(zhì)； b) 將序列表中序列1的第1-264位氨基酸所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘 基的取代和/或缺失和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質(zhì)； c) 氨基酸序列是序列1的蛋白質(zhì)； d) 將序列表中序列1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失 和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質(zhì)。
2. 與權利要求1所述蛋白質(zhì)相關的生物材料，為下述BI)至B20)中的任一種： BI)編碼權利要求1所述蛋白質(zhì)的核酸分子； B2)含有BI)所述核酸分子的表達盒； B3)含有BI)所述核酸分子的重組載體； B4)含有B2)所述表達盒的重組載體； B5)含有BI)所述核酸分子的重組微生物； B6)含有B2)所述表達盒的重組微生物； B7)含有B3)所述重組載體的重組微生物； B8)含有M)所述重組載體的重組微生物； B9)含有BI)所述核酸分子的轉基因植物細胞系； B10)含有B2)所述表達盒的轉基因植物細胞系； B11)含有B3)所述重組載體的轉基因植物細胞系； B12)含有M)所述重組載體的轉基因植物細胞系； B13)含有BI)所述核酸分子的轉基因植物組織； B14)含有B2)所述表達盒的轉基因植物組織； B15)含有B3)所述重組載體的轉基因植物組織； B16)含有M)所述重組載體的轉基因植物組織； B17)含有BI)所述核酸分子的轉基因植物器官； B18)含有B2)所述表達盒的轉基因植物器官； B19)含有B3)所述重組載體的轉基因植物器官； B20)含有M)所述重組載體的轉基因植物器官。
3. 根據(jù)權利要求2所述的生物材料，其特征在于：B1)所述核酸分子為如下1)或2)或 3)或4)或5)或6)所示的基因： 1) 核苷酸序列是序列表中序列2的第1-792位核苷酸的cDNA分子或DNA分子； 2) 與1)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且編碼權利要求1所述蛋白 質(zhì)的cDNA分子或DNA分子； 3) 在嚴格條件下與1)限定的核苷酸序列雜交，且編碼權利要求1所述蛋白質(zhì)的cDNA 分子或DNA分子； 4) 核苷酸序列是序列表中序列2的cDNA分子或DNA分子； 5) 與4)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且編碼權利要求1所述蛋白 質(zhì)的cDNA分子或DNA分子； 6) 在嚴格條件下與4)限定的核苷酸序列雜交，且編碼權利要求1所述蛋白質(zhì)的cDNA 分子或DNA分子。
4. 權利要求1所述蛋白質(zhì)、或權利要求2或3所述生物材料在調(diào)控植物抗病性中的應 用。
5. 根據(jù)權利要求4所述的應用，其特征在于：所述植物為雙子葉植物或單子葉植物。
6. -種培育抗病性轉基因植物的方法，包括向受體植物中導入權利要求1所述蛋白質(zhì) 的編碼基因得到抗病性高于所述受體植物的抗病性轉基因植物的步驟。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于：權利要求1所述蛋白質(zhì)的編碼基因是編 碼序列為序列表中序列2的第1-792位核苷酸的DNA分子。
8. 根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述植物為雙子葉植物和/或單子 葉植物。
9. 根據(jù)權利要求4或5所述的應用、或權利要求6或7或8所述的方法，其特征在于： 所述抗病性為抗黃萎病。
10. 擴增編碼權利要求1所述蛋白質(zhì)的核酸分子全長或其片段的引物對。
【專利摘要】本發(fā)明公開了抗病相關蛋白及其編碼基因與它們在調(diào)控植物抗病性中的應用。本發(fā)明所提供的蛋白質(zhì)為如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)：a)氨基酸序列是序列1的第1-264位氨基酸的蛋白質(zhì)；b)將序列表中序列1的第1-264位氨基酸所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質(zhì)；c)氨基酸序列是序列1的蛋白質(zhì)；d)將序列表中序列1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質(zhì)。實驗證明，本發(fā)明的抗病相關蛋白及其編碼基因可以用來提高植物的抗病性。
【IPC分類】C07K14-415, C12N15-11, C12N15-29, C12N5-10, C12N15-63, C12N15-82, A01H5-00
【公開號】CN104558130
【申請?zhí)枴緾N201510003843
【發(fā)明人】齊俊生, 鞏志忠, 洪旭輝, 王廣興, 張定朋
【申請人】中國農(nóng)業(yè)大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月6日