[发明专利]一种融合蛋白及其编码基因与其在抗植物真菌病害中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种融合蛋白及其编码基因与其在抗植物真菌病害中的应用。

背景技术

真菌病害是植物病害中研究最早和种类最多，其中可以为害植物的近3万种，很多都可以造成严重的危害。因此通过基因工程手段获得广谱抗真菌的种质将极大的促进农业生产及消除病害的防治时施用农药带来的环境污染。

植物对病原菌的免疫可以分为两个层次：第一层为病原相关分子模式，（pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)激发的免疫性(PAMP-triggeredimmunity,PTI),即植物通过细胞表面模式识别受体(pattern recognitionreceptors,PRRs)对病原菌的PAMPs进行分子识别,从而启动植物的防卫反应，这种反应被定义为植物的基础抗(basal disease resistance)，也称为基础免疫(basalimmunity)；第二层为病原菌效应子激发的免疫性(effector triggered immunity,ETI)，即有些毒性强的病原菌通过产生效应子(effectors)来抑制PTI，从而突破植物的第一道防线，而植物又进化出新的分子受体(例如R基因编码的NBS-LRR蛋白质)以侦察病原菌效应子并启动第二道防卫反应。数亿年来，病原菌的侵染和植物的防卫交替进行，促进了病原菌和植物基因组的共进化。Brutus等认为PAMPs在病原菌中都是基本的、保守的成分，因此与效应子激发的免疫反应相比较，由PAMPs所引起的基础免疫反应将可能获得更广谱与持久的抗性。

真菌几丁质也是一种PAMPs分子,目前已从水稻中分离出结合几丁质的模式识别受体基因CEBiP，其编码的跨膜糖蛋白含有两个胞外LysM结构域,但是缺乏胞内激酶域,而水稻中的另一个几丁质识别受体OsCERK1却是一个跨膜受体激酶,并与CEBiP协同进行几丁质识别信号传导。Chen等详细分析了水稻几丁质识别受体OsCERK1在成熟、运输、质膜定位及识别几丁质信号等方面的蛋白网络。

Xa21是一个受体激酶(receptor-like kinases，RLKs)，在体内通过识别并结合细胞外受体的相应功能区，引起受体的磷酸化，从而激发其下游一系列信号的传导。有意思的是，Xa21还可以通过更换其胞外受体结构域，识别相应的配体激发Xa21所引起的防卫反应。He等把油菜素内酯酯(Brassinosteroids，BR)BRI1的LRR-JM结构域与XA21的丝氨酸／苏氨酸激酶重组构建了一个嵌合受体的信号传导系统。当用油菜素内酯处理水稻细胞株时，这个嵌合受体可以引发与XA21相同的植物防卫反应。选用几丁质有强结合能力的受体与Xa21构建嵌合受体，不仅可能获得对稻瘟病更强的抗性，还可能获得对其他真菌更广谱的抗性。OsCERK1是水稻中另一个几丁质识别受体，Shimizu等通过研究认为OsCERK1比CEBIP在几丁质的信号传导过程发挥着更为重要的作用。因此通过OsCERK1的识别几丁质的受体区结构域与XA21的丝氨酸／苏氨酸激酶结构域重组构建的嵌合基因的转基因植株可能获得对真菌的广谱抗性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种融合蛋白及其编码基因。

本发明提供的一种融合蛋白，名称为OsCERK1-Xa21；是如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（b）将序列表中序列3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/或添加且与植物抗病性相关的由序列3衍生的蛋白质。

上述融合蛋白中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

编码上述蛋白的多核苷酸也是本发明保护的范围。

上述多核苷酸是如下(1）-(4）中任一一种的DNA分子：

(1）序列表中序列1所示的DNA分子；

(2）序列表中序列2所示的DNA分子；

(3）在严格条件下与（1）或（2）限定的DNA序列杂交且编码植物抗病性相关蛋白的DNA分子；

(4）与（1）或（2）限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码植物抗病性相关蛋白的DNA分子。