热稳定免疫重组蛋白HIP1及其在促进植物生长和免疫抗性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种热稳定免疫重组蛋白HIP1及其在促进植物生长和免疫抗性中的应用，属于生物学技术领域。本发明专利技术首次研究发现热稳定免疫重组蛋白HIP1可以作为触发植物免疫的激发子，诱导植物抗性，从而达到防治植物病害的目的。此外，低浓度热稳定免疫重组蛋白HIP1还能促进植物生长、根系伸长，增加植物结实率和生物量，并提高植物种子中蛋白、脂质及淀粉等含量积累，从而达到提升作物产量、品质的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
热稳定免疫重组蛋白HIP1及其在促进植物生长和免疫抗性中的应用


[0001]本专利技术涉及分子生物学
，具体涉及热稳定免疫重组蛋白HIP1及其在促进植物生长和免疫抗性中的应用。

技术介绍

[0002]植物细胞表面存在多种受体蛋白，能够通过识别病原相关分子模式(PAMPs)或者不同种类的免疫激发子(蛋白类、核苷酸类、黄酮苷类等)，经过信号级联放大，产生一系列生理免疫抗病响应，包括活性氧爆发、细胞壁增厚(胼胝质沉积)、气孔关闭以及抗病基因上调表达等。
[0003]目前，针对植物病害防治措施主要包括：农业防治，加大检疫力度、科学选种、加强田间管理；化学防治，进行药剂喷洒；生物防治；选育抗病品种等。化学防治虽然效果显著，但严重破坏田间环境，影响生态系统，持续使用导致作物产生抗药性。生物防治既能降低化学农药的施用不污染环境，又能起到很好的防治效果。同样选育抗病品种使作物抗性具有遗传持久性，也能降低化学农药使用从而减少环境污染。因此，发掘绿色免疫诱抗剂或培育并应用广谱抗性品种成为新的防治措施。
[0004]植物免疫诱抗剂不能直接杀死病菌，而是通过激活植物免疫响应从而使提高对病原菌的抗性。病菌不易对其产生抗药性，防病谱广；也可与杀菌剂混用，达到增效的目的(邱德文，2016)。植物在进化过程中进化出ETI(effector
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triggered immunity，ETI)和PTI(PAMP
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triggered immunity，PTI)两套基础免疫系统，两者均能对多种病害(真菌、细菌病毒、卵菌等)作出响应，抑制其侵染增殖。在植物与微生物相互作用过程中，植物识别病原菌的PAMPs并激活PTI免疫反应，引起活性氧的爆发、胼胝质沉积以及免疫相关基因的表达，成为抵抗病原菌的第一道基础屏障，是植物基础抗病性的最主要体现，这类抗病反应一般具有广谱、稳定和持久的特点。激发子作为一类特殊化合物能激活植物防卫反应，蛋白激发子是其中一种，在抗病、增产、提高品质等方面具有良好效果，通过信号传导系统诱导植物抗病相关基因的表达，进而促进防御物质的产生，提高植物免疫力，减轻病害的发生。目前植物免疫诱抗剂分为生物源和非生物源两大类，其中非生物源类免疫诱导剂包括铜离子，硅离子等。生物源类免疫诱导剂包括从菌体中分离获得的寡糖类、壳聚糖、蛋白以及核苷酸等多种物质。
[0005]热稳定蛋白(Heat
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stable protein)的分子量从几KDa到几百KDa不等，这部分蛋白质经100℃煮沸10min仍保持溶解状态，又称为煮沸稳定蛋白。研究表明小分子量的热稳定蛋白与植物耐脱水性密切相关，主要包括热激蛋白和胚胎发育后期丰富蛋白，它们积累的过程与细胞耐脱水性的获得相一致，因此它们被认为在耐脱水过程中扮演着重要的角色(傅家瑞等，2001)。还有研究发现水稻幼苗中的热稳定蛋白含量可能与水稻的耐冷性和耐高温性有关(张桂莲等，2007)。但目前还很少见有热稳定蛋白在促进植物生物生长和免疫抗性中应用的报道。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种热稳定免疫重组蛋白HIP1及其在促进植物生长和免疫抗性中的应用。本专利技术首次研究发现热稳定免疫重组蛋白HIP1可以作为触发植物免疫的激发子，诱导植物抗性，从而达到防治植物病害的目的。此外，低浓度热稳定免疫重组蛋白HIP1还能促进植物生长、根系伸长，增加植物结实率和生物量，并提高植物种子中蛋白、脂质及淀粉等含量积累，从而达到提升作物产量、品质的目的。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种热稳定免疫重组蛋白HIP1，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0009]本专利技术的第二方面，提供上述热稳定免疫重组蛋白HIP1的编码基因。
[0010]作为优选，所述编码基因为如下i)或ii)所示的核酸分子：
[0011]i)核苷酸序列是SEQ ID NO.1所示的核酸分子；
[0012]ii)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核酸分子。
[0013]本专利技术的第三方面，提供上述热稳定免疫重组蛋白HIP1在如下(1)
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(6)至少一项中的应用：
[0014](1)提高植物的免疫抗性；
[0015](2)促进植物根系和植株生长；
[0016](3)提高植物产量；
[0017](4)提高植物种子中营养物质的含量；
[0018](5)促进植物根部土壤有益微生物菌落富集；
[0019](6)提高植物对病害的抗性。
[0020]上述应用中，所述热稳定免疫重组蛋白HIP1通过诱导植物活性氧爆发、胼胝质沉积和/或抗病基因上调表达等途径来提高植物的免疫抗性。
[0021]上述应用中，所述植物种子中的营养物质包括蛋白质、脂质及淀粉等。
[0022]本专利技术的第四方面，提供热稳定免疫重组蛋白HIP1的编码基因在如下(1)
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(5)至少一项中的应用：
[0023](1)提高植物的免疫抗性；
[0024](2)促进植物根系和植株生长；
[0025](3)提高植物产量；
[0026](4)提高植物种子中营养物质的含量；
[0027](5)培育高产、抗病植物品种。
[0028]本专利技术的第五方面，提供含有热稳定免疫重组蛋白HIP1的编码基因的重组表达载体或工程菌在如下(1)
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(5)至少一项中的应用：
[0029](1)提高植物的免疫抗性；
[0030](2)促进植物根系和植株生长；
[0031](3)提高植物产量；
[0032](4)提高植物种子中营养物质的含量；
[0033](5)培育高产、抗病植物品种。
[0034]本专利技术的第六方面，提供一种提高植物免疫抗性的方法，包括：在植物中异源表达
热稳定免疫重组蛋白HIP1的步骤；
[0035]或者，包括向植物喷施热稳定免疫重组蛋白HIP1的步骤。
[0036]本专利技术的第七方面，提供一种植物免疫诱抗剂，所述植物免疫诱抗剂是以上述热稳定免疫重组蛋白HIP1为活性成分。
[0037]作为优选，所述植物免疫诱抗剂中，热稳定免疫重组蛋白HIP1的浓度为0.01
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0.5mg/ml。
[0038]本专利技术的第八方面，提供一种促进植物生长、提高植物产量和植物种子品质的方法，包括将热稳定免疫重组蛋白HIP1施用于植物茎叶或根部的步骤。
[0039]本专利技术的第九方面，提供一种植物生长促进剂，所述植物生长促进剂是以上述热稳定免疫重组蛋白HIP1为活性成分。
[0040]作为优选，所述植物生长促进剂中，热稳定免疫重组蛋白HIP1的浓度为0.1
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50μg/ml。
[0041]本专利技术的第十方面，提供一种培育高产、抗病植物品种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热稳定免疫重组蛋白HIP1，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。2.权利要求1所述的热稳定免疫重组蛋白HIP1的编码基因。3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在于，所述编码基因为如下i)或ii)所示的核酸分子：i)核苷酸序列是SEQ ID NO.1所示的核酸分子；ii)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核酸分子。4.权利要求1所述的热稳定免疫重组蛋白HIP1在如下(1)
‑
(6)至少一项中的应用：(1)提高植物的免疫抗性；(2)促进植物根系和植株生长；(3)提高植物产量；(4)提高植物种子中营养物质的含量；(5)促进植物根部土壤有益微生物菌落富集；(6)提高植物对条斑病的抗性。5.权利要求2或3所述的热稳定免疫重组蛋白HIP1的编码基因在如下(1)
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(5)至少一项中的应用：(1)提高植物的免疫抗性；(2)促进植物根系和植株生长；(3)提高植物产量；(4)提高植物种子中营养物质的含量；(5)培育高产、抗病植物品种。6.含有权利要求2或3所述编码基因的重组表达载体或工程菌在如...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁新华，路冲冲，隋育容，李洋，尹梓屹，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：