一种抗黄单胞菌属病害相关蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种抗黄单胞菌属病害的抗病相关蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术公开的抗病相关蛋白为A1)或A2)：A1)氨基酸序列是序列2的蛋白质；A2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与序列2所示蛋白质具有相同功能的蛋白质。实验证明，该蛋白在水稻中表达能够增强对细菌性条斑病菌的抗病力；作为黄单胞菌水解酶，在植物中表达后，能够分解黄单胞菌效应蛋白AvrBs2合成的黄单胞碱，减少该化合物在植物细胞中的累积，从而减弱该化合物对水稻免疫的抑制作用和减少细菌通过化合物摄取营养物质，达到抑制细菌生长和病斑扩增的作用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗黄单胞菌属病害相关蛋白及其编码基因与应用


[0001]本专利技术属于生物
，更具体地，本专利技术涉及一种抗黄单胞菌属病害相关蛋白及其编码基因与应用。

技术介绍

[0002]黄单胞菌属病原细菌是重要的植物病原菌，其寄主范围广，在多种重要农作物上引起严重的细菌性病害，例如水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、柑橘溃疡病、茄科细菌性斑点病等，其病害防控难度较大。研究显示，该类病原细菌分泌到寄主细胞内的三型效应蛋白是构成其致病力的主要因素。其中，AvrBs2是黄单胞属种最保守的效应蛋白之一，在黄单胞菌种普遍存在，且是多个黄单胞属致病变种的关键毒力因子，例如细菌性条斑病菌
[0003]Xanthomonasoryzaepv.oryzicola(Xoc)，辣椒细菌性斑点病菌
[0004]Xanthomonascampestrispv.vesicatoria等。然而其分子机制尚不清楚。
[0005]本专利申请人通过研究，首次揭示了黄单胞属三型效应蛋白AvrBs2的致病分子机制。研究发现AvrBs2是一种环化磷酸糖脂合成酶，如图1，在黄单胞菌侵染植物过程中，能在植物细胞内合成一种新的环状磷酸糖脂化合物，我们将其命名为黄单胞碱，该化合物结构式为bis
‑1’
,6
’‑
cyclic dimericα
‑
D
‑
galactose
‑
phosphate,c
‑
di
‑
galactose<br/>‑
phosphae。如图2，我们的研究结果显示AvrBs2通过合成黄单胞碱去执行其毒性功能，帮助细菌致病。

技术实现思路

[0006]如图3，申请人发现黄单胞属细菌中存在一个编码磷酸二酯酶的基因xanP,并证实该基因编码的蛋白产物能够分解黄单胞碱，解除其对植物的毒性功能。
[0007]申请人基于以上的突破性研究发现，本专利技术的目的是提供一种抗黄单胞菌属病害相关蛋白及其编码基因与应用。
[0008]本专利技术提供的抗黄单胞菌属病害相关蛋白来源于水稻细菌性条斑病菌(Xoc)菌株RS105，名称为黄单胞碱磷酸二酯酶，XanP，为如下A1)或A2)：
[0009]A1)氨基酸序列是序列2的蛋白质；
[0010]A2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与序列2所示蛋白质具有相同功能的蛋白质。
[0011]序列表中序列2由261个氨基酸残基组成。
[0012]为了使A1)中的蛋白便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0013]表1.标签的序列
[0014]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDK
Strep
‑
tag II8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0015]上述A1)或A2)中的蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述A2)中蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列1自5
′
末端第1
‑
786位核苷酸所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个核苷酸对的错义突变，和/或在其5
′
端和/或3
′
端连上表1所示的标签的编码序列得到。
[0016]上述抗黄单胞菌属病害相关蛋白的编码基因也属于本专利技术的保护范围。
[0017]本专利技术提供一种分离的多核苷酸，其从5
’
到3
’
的方向包含编码来自黄单胞属的黄单胞碱水解酶xanP家族的核苷酸序列。在一个实施方案中，所述编码xanP的核苷酸序列是来自水稻细菌性条斑病菌黄单胞碱水解酶xanP的序列，如序列1中所示。
[0018]又或者，可以对编码xanP的核苷酸序列进行修饰，例如一个或几个密码子(即核苷酸三联体)的缺失和/或添加和/或替代。所述修饰既可以是沉默的，例如经修饰的编码XanP的氨基酸序列与XanP的天然氨基酸序列相同。也可以是保守的，例如经修饰的编码XanP的氨基酸序列与XanP的天然氨基酸序列不同，且所述XanP变体具有与天然XanP相当或者相同的黄单胞碱水解活性。本专利技术还涵盖非沉默的或非保守的修饰。
[0019]又或者，可以对编码xanP的核苷酸序列进行修饰，例如一个或几个密码子(即核苷酸三联体)的缺失和/或添加和/或替代。在一个具体的实施方案，所述修饰的编码xanP的核苷酸序列与XanP的天然氨基酸序列具有约50％、约60％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％、约96％、约97％、约98％或约99％的核苷酸序列同源性或同一性，所述修饰的核苷酸序列编码氨基酸序列与XanP天然氨基酸序列相同。在另一个具体的实施方案中，所述经过修饰的核苷酸序列编码氨基酸序列与XanP天然氨基酸序列不同的变体，且所述XanP变体具有与天然XanP相同或相当的黄单胞碱水解活性。在另一个实施方案中，对编码XanP的核苷酸序列进行修饰，经过修饰的核苷酸序列编码氨基酸序列与XanP天然氨基酸序列不同的XanP变体，所述XanP变体的氨基酸序列与XanP的天然氨基酸序列具有约50％、约60％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％、约96％、约97％、约98％或约99％的氨基酸序列同源性或同一性，且所述XanP变体具有与天然XanP相同或相当的黄单胞碱水解活性。
[0020]又或者，黄单胞菌属以外其他细菌中的核苷酸序列，这些序列从5
’
到3
’
的方向包含编码的蛋白质序列与XanP的同源性有约50％、约60％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％、约96％、约97％、约98％或约99％，且具有与XanP相同或相当的化学活性，能够水解黄单胞碱。
[0021]又或者，对编码XanP同源蛋白的核苷酸序列进行修饰，例如一个或几个密码子(即核苷酸三联体)的缺失和/或添加和/或替代。所述XanP变体编码的氨基酸序列与XanP的天然氨基酸序列具有约50％、约60％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％、约96％、约97％、约98％或约99％的氨基酸序列同源性或同一性，且所述变体核苷酸编码蛋白质具有与天然XanP相同或相当的黄单胞碱水解活性。
[0022]又或者以上所述的多核苷酸序列与其他多核苷酸序列的融合多核苷酸序列和该多核苷酸序列中部分核苷酸序列，且其编码蛋白质具有与天然XanP相同或相当的黄单胞碱水解活性。
[0023]由所述核苷酸表达得到的蛋白质，具有水解黄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抗黄单胞菌属病害相关蛋白为如下A1)或A2)：A1)氨基酸序列是序列2的蛋白质；A2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与序列2所示蛋白质具有相同功能的蛋白质。2.权利要求1所述抗黄单胞菌属病害相关蛋白的编码基因；优选的，所述编码基因为如下1)或2)或3)：1)序列表中序列1所示的cDNA分子或DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1中所述抗黄单胞菌属病害相关蛋白的cDNA分子或DNA分子；3)在严格条件下与1)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1中所述抗黄单胞菌属病害相关蛋白的cDNA分子或DNA分子。3.权利要求1所述的抗黄单胞菌属病害相关蛋白在调控植物抗病性中的应用。4.与权利要求1中所述抗黄单胞菌属病害相关蛋白相关的生物材料在调控植物抗病性中的应用；所述生物材料为下述B1)至B9)中的任一种：B1)编码权利要求1中所述抗黄单胞菌属病害相关蛋白的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文献，王善之，汪激扬，田猛，徐嘉擎，朱立松，崔福浩，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：