[发明专利]火把梨多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因PpPGIP及应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学以及基因工程技术领域，特别是一种火把梨的具有抗真菌活性的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因PpPGIP及应用。

背景技术

在农业生产中，植物病害是一个非常棘手的问题，尤其是真菌病害，由其引起的病害占植物总病害的80％以上，且一种作物上可发现几种甚至几十种真菌病害。在近一个世纪以来，育种学家和植物病理学家为控制植物真菌病害付出了很大的努力。到目前为止，控制植物真菌病害方法主要有三种。一是采用几种不同的栽培管理方式，如作物轮作以避免使用含有病原真菌的土壤；二是通过有性杂交利用作物本身或近缘种中抗性基因选育抗性品种；三是施用化学农药。以上三种方法各自都具有一定的弊端和局限性，不能从根本上解决真菌病害问题。

随着分子生物学和基因工程的迅速发展，通过DNA重组技术导入抗真菌基因，最终培育出抗真菌植物新品种，为从根本上解决真菌病害问题开辟了新途径。因此，获得抗真菌病害基因并研究其抗性机理无疑是至关重要的。近年来，对植物-病原菌相互识别机制、信号传导途径、防卫反应的调控以及抗病和致病基因本质的研究不断深入，一系列专化抗性和广谱抗性的抗真菌基因陆续被克隆，利用转基因技术改良植物的真菌病害抗性已取得初步成效。

植物抵抗真菌侵染的一个重要屏障就是细胞壁，病原真菌为了渗透植物细胞壁，会分泌一系列降解植物细胞壁的水解酶。多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonases，PGs)是病原真菌侵染植物时分泌的第一个水解酶，因此它是真菌重要的致病因子之一。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibiting proteins，PGIPs)是与植物自身免疫相关的多功能蛋白，属于植物胞外富含亮氨酸重复序列(extracellular leucine-richrepeat，eLRR)蛋白超家族，能特异性结合真菌分泌的PGs，降低PGs水解活性的同时在植物体内累积大量能激活各种防御反应的长链寡聚半乳糖醛酸(oligogalacturonides，OGs)，最终抑制真菌对植物的侵染(De Lorenzo G，D’Ovidio R，Cervone F.The role ofpolygacturonase inhibiting proteins(PGIPs)in defense against pathogenic fungi.Annual Review of Phytopathology，2001，39：313-335.)。自1971年首次在蚕豆和番茄的细胞壁中发现PGIP蛋白以来，国内外研究人员已在苹果、梨、番茄、草莓、桃等二十多种植物中证实有PGIP的存在，并克隆得到了相应基因序列。