[发明专利]一种高抗丝黑穗病的蛋白ZmWAK及其编码基因和其应用

说明书

本发明公开了一种玉米ZmWAK蛋白及其编码基因与应用。该蛋白ZmWAK，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：1）序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列；2）将序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗丝黑穗病相关的由1)衍生的蛋白质。本发明的蛋白和其编码基因可用来培育高抗丝黑穗病的玉米，为转基因植物的培育奠定了基础。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种高抗丝黑穗病的蛋白及其编码基因和其应用。

背景技术

丝黑穗病是一种土传性系统病害，严重危害玉米和高粱的生产，最早报道于1914年，如今已成为世界各个主要玉米产区的严重病害。在我国，丝黑穗病主要发生在东北的春玉米产区，以及西北、内蒙等地。90年代初由于感病品种的种植，丝黑穗病发生率逐年升高，每年造成产量损失达30万吨左右。2002年，东北地区玉米产区丝黑穗病大面积爆发，发病面积达100万hm2以上，占东北三省总种植面积的20%左右，造成10-15%的玉米产量的损失。

丝黑穗病是由丝轴黑粉菌（Sporisorium reilianum）特异引起的真菌性病害，发病植株病瘿上的冬孢子进入土壤越冬，成为来年的主要初始侵染源。丝轴黑粉菌的冬孢子在土壤中可以保持活力3-5年，萌发不需要生理休眠后熟过程。在土壤中不同亲和交配型的冬孢子交配形成2倍体的侵染菌丝，进而侵染玉米幼苗。冬孢子侵染的最适温度为23-30℃，土壤含水量较低或中等。

玉米感染丝黑穗病后，前期并不表现出明显的症状，但是某些发病较重的植株在早期可能出现植株矮化、分蘖增多的现象。成熟期的发病植株也只在雌雄穗上表现出典型病征。雄穗被侵染后，不散粉，可形成病瘿，内部充满孢子。如果雌穗发病，表现为不吐花丝，膨大增生，除苞叶外内部被冬孢子取代。在生育后期部分苞叶破裂散出黑粉孢子，内部夹杂丝状寄主维管组织。除此之外，还经常可见发病植株的雄穗和雌穗表现畸形生长，雌雄同生，雌穗叶状化等异常现象。由于丝黑穗病最终破坏的是玉米的花器官，因此它属于严重破坏生产的绝产型病害，一旦发病，对产量影响巨大。

使用化学杀真菌剂可以对丝黑穗病进行一定程度的防治，但是效果有限，并且增加了农民的成本以及对环境的危害，因此培育和推广种植抗病品种是对丝黑穗病进行控制的持续有效手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种高抗丝黑穗病的蛋白及其编码基因。所述高抗丝黑穗病的蛋白命名为ZmWAK，来源于玉米（Zea mays）。

本发明提供的蛋白，是如下1）或2）的蛋白：

1）序列表中的SEQ ID №.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

2）将序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗丝黑穗病相关的由1)衍生的蛋白质。

序列表中SEQ ID №.2所示的氨基酸序列由730个氨基酸残基组成。

上述1）和2）所述的ZmWAK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1）和2）所述的ZmWAK蛋白的编码基因可通过将序列表中SEQ ID №.1的第70-2259位核苷酸所示的DNA序列缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变后得到。

编码所述ZmWAK蛋白的核酸分子也属于本发明的保护范围。

所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA、hnRNA或tRNA等。

所述蛋白的编码基因也属于本发明保护的范围。

所述蛋白的编码基因具有下述核苷酸序列之一：

1）序列表中SEQ ID №：1第70-2259位的核苷酸序列；