本發(fā)明屬于基因工程，具體涉及一種細(xì)菌蛋白bgm提高植物抗病性的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、植物在生長發(fā)育過程中受到各種病原體的威脅。水稻是世界一半以上人口的主食，常常受到如稻瘟病等真菌疾病的威脅。稻瘟病由絲狀真菌magnaporthe?oryzae引起的，可導(dǎo)致水稻減產(chǎn)10％-30％。相較于噴灑農(nóng)藥，發(fā)掘抗病基因和培育抗病品種是一種經(jīng)濟(jì)有效的防治稻瘟病的方法，大大減少對環(huán)境的破壞。然而傳統(tǒng)克隆抗病基因的方法需要依賴于抗病資源品種，克隆基因費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且抗病基因使用通常局限于單個物種，且在使用幾年后就會喪失抗病性，這導(dǎo)致可以利用的抗病性基因資源愈來愈少。

2、細(xì)菌中有非常豐富的抗病基因資源，gasdermin蛋白是一種古老的抗病蛋白，在細(xì)菌、真菌和動物中廣泛存在，但是在植物中缺失。目前并沒有報(bào)道過該蛋白作為外源的抗病蛋白在植物上進(jìn)行抗病性應(yīng)用，有鑒于此，嘗試?yán)迷摰鞍滋峁┮环N培育抗病品種的策略，擴(kuò)展可利用的抗病資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種細(xì)菌蛋白bgm提高植物抗病性的應(yīng)用，將細(xì)菌bgm蛋白首次在植物中表達(dá)，提高植物抗病性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了包含細(xì)菌蛋白bgm的生物材料在s1-s6至少一種中的應(yīng)用：

3、所述生物材料為下述任一種：

4、a1)、蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)為如下任一種：

5、b1)氨基酸序列是seq?id?no.3所示的蛋白質(zhì)；

6、b2)將b1)所述蛋白質(zhì)的n末端或/和c末端連接蛋白質(zhì)標(biāo)簽得到的融合蛋白質(zhì)；

7、a2)、調(diào)控a1)所述蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的物質(zhì)；

8、a3)、調(diào)控a1)所述蛋白質(zhì)的活性和/或含量的物質(zhì)；

9、所述s1-s6為：

10、s1)增加植物抗病性；

11、s2)制備提高植物抗病性的產(chǎn)品；

12、s3)培育抗病性提高的植物；

13、s4)制備培育抗病性提高的植物的產(chǎn)品；

14、s5)改良高抗病性品種或制備高抗病性品種的產(chǎn)品；

15、s6)植物育種。

16、本發(fā)明中，所述植物的抗病性包括抗辣椒疫霉菌、稻瘟菌中至少一種病原的感染；所述植物包括煙草、水稻。

17、上述用途中，所述調(diào)控所蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的物質(zhì)包括下述生物材料：

18、c1)、編碼氨基酸序列如seq?id?no.3所示的蛋白質(zhì)的核酸分子；

19、c2)、含有c1)所述核酸分子的表達(dá)盒；

20、c3)、含有c1)所述核酸分子的重組載體、或含有c2所述表達(dá)盒的重組載體；

21、c4)、含有c1)所述核酸分子的重組微生物、或含有c2)所述表達(dá)盒的重組微生物、或含有c3)所述重組載體的重組微生物。

22、上述c1)所述核酸分子為如下任一：

23、a1)如seq?id?no.1所示核苷酸序列；

24、a2)在seq?id?no.1所示核苷酸序列基礎(chǔ)上根據(jù)水稻密碼子優(yōu)化得到的序列。

25、本發(fā)明中，水稻密碼子優(yōu)化得到的序列如seq?id?no.2所示。

26、本發(fā)明還提供了一種培育抗病性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟：在目的植物中轉(zhuǎn)入如seq?id?no.3所示的蛋白質(zhì)，得到抗病性提高的轉(zhuǎn)基因植物。

27、上述方法中，所述蛋白質(zhì)通過蛋白表達(dá)載體轉(zhuǎn)入所述目的植物得到所述轉(zhuǎn)基因植物，所述載體包括prhe。

28、上述方法中，使用病原菌誘導(dǎo)基因啟動子構(gòu)建所述轉(zhuǎn)基因植物，方法包括：在病原菌誘導(dǎo)pr10a啟動子后面加入另一個病原菌誘導(dǎo)基因tbf1的啟動子中的調(diào)控元件uorfs組合成啟動子pr10a-uorfs，使用pr10a-uorfs構(gòu)建bgm蛋白植物轉(zhuǎn)基因株系。

29、上述方法中，所述病原菌誘導(dǎo)pr10a的啟動子序列如seq?id?no.18所示；所述調(diào)控元件uorfs的核苷酸序列如seq?id?no.19所示。

30、上述方法中，所述目的植物為水稻。

31、上述方法提高了bgm蛋白水稻轉(zhuǎn)基因株系對稻瘟菌的抗性。

32、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

33、本發(fā)明首次將細(xì)菌bgm蛋白在植物中表達(dá)，增強(qiáng)植物抗病性。bgm蛋白在本氏煙中瞬時(shí)表達(dá)，可以引起煙草細(xì)胞壞死，即過敏性壞死反應(yīng)；bgm在本氏煙中瞬時(shí)表達(dá)后存在活性氧(ros)的積累，增強(qiáng)煙草細(xì)胞的免疫力；瞬時(shí)表達(dá)bgm還可以抑制辣椒疫霉的侵染，提高煙草對辣椒疫霉的抗病性。

34、本發(fā)明將重組的pr10a-uorfs啟動子與bgm構(gòu)建載體，轉(zhuǎn)化水稻，獲得轉(zhuǎn)基因水稻植株。通過鑒定轉(zhuǎn)基因水稻植株的活性氧爆發(fā)情況、抗性基因表達(dá)情況及對稻瘟菌抗病性，轉(zhuǎn)基因水稻植株中病程相關(guān)基因pal、ospr1b、ospr5和ospr10表達(dá)量上調(diào)。表明ppr10a-uorf:bgm株系的抗病性提高。轉(zhuǎn)基因水稻植株ppr10a-uorf:bgm的病斑面積明顯小于野生型，表明該株系提高了對稻瘟菌的抗性。

技術(shù)特征：

1.生物材料在s1-s6至少一種中的應(yīng)用：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于，所述抗病性包括抗辣椒疫霉菌、稻瘟菌中至少一種病原的感染；所述植物包括煙草、水稻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控所蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的物質(zhì)包括下述生物材料：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，c1)所述核酸分子為如下任一：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，根據(jù)水稻密碼子優(yōu)化得到的序列如seq?idno.2所示。

6.一種培育抗病性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其特征在于，包括如下步驟：在目的植物中轉(zhuǎn)入如seq?id?no.3所示的蛋白質(zhì)，得到抗病性提高的轉(zhuǎn)基因植物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，所述蛋白質(zhì)通過蛋白表達(dá)載體轉(zhuǎn)入所述目的植物得到所述轉(zhuǎn)基因植物，所述蛋白表達(dá)載體包括prhe。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，使用病原菌誘導(dǎo)基因啟動子構(gòu)建所述轉(zhuǎn)基因植物，方法包括：在病原菌誘導(dǎo)pr10a啟動子后面加入另一個病原菌誘導(dǎo)基因tbf1的啟動子中的調(diào)控元件uorfs組合成啟動子pr10a-uorfs，使用pr10a-uorfs構(gòu)建bgm蛋白植物轉(zhuǎn)基因株系。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，所述病原菌誘導(dǎo)pr10a的啟動子序列如seqid?no.18所示；所述調(diào)控元件uorfs的核苷酸序列如seq?idno.19所示。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一所述方法，其特征在于，所述目的植物為水稻。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種細(xì)菌蛋白bGM提高植物抗病性的應(yīng)用，涉及生物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用氨基酸序列如SEQ?ID?No.3所示的bGM蛋白提高植物抗病性。本發(fā)明首次利用細(xì)菌中的bGM蛋白提高植物的抗病性，可以大大擴(kuò)展可利用的抗病基因資源。本發(fā)明中細(xì)菌bGM蛋白在雙子葉植物煙草和單子葉植物水稻中都可以提高抗病性，而傳統(tǒng)的抗病基因常常限制在特定的物種發(fā)揮功能。本發(fā)明bGM蛋白是來源于細(xì)菌的蛋白，細(xì)菌中抗病相關(guān)研究比較深入，有大量的抗病基因資源，直接應(yīng)用于植物抗病育種，更加省時(shí)省力。

技術(shù)研發(fā)人員：李國田,孫啟萍,宋樂,李翔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21