[发明专利]一种调控植物白粉病抗性的R基因TN2的克隆及应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种调控植物白粉病抗性的R基因TN2的克隆及应用。

背景技术

在自然环境中，植物不断受到各种病原菌的侵染，包括细菌、真菌以及病毒等。为了抵御病原菌的入侵，植物进化出复杂的防御系统，分为两个层次：病原菌相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)引发的免疫反应PTI和效应子(effector)引发的免疫反应ETI。首先，病原菌通过气孔，表皮间隙甚至是受伤部位进入植物体内，病原菌相关分子模式，例如鞭毛蛋白、延伸因子和几丁质等，被位于细胞膜上的模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)识别，触发PTI免疫反应；但是，病原菌在长期进化过程中，进化出新的机制来抑制PTI。如细菌通过三型分泌系统，向植物体内释放效应子，抑制植物的基础抗性。同时，植物又进化出R蛋白，能识别病原菌分泌的效应子，引发植物的ETI免疫反应。

植物体中，最大的一类R蛋白是NBS-LRR类，根据N端的结构不同，又分为CC-NB-LRR和TIR-NB-LRR。R蛋白在植物体内起着十分重要的作用，它可以直接与病原菌的效应子相互作用，或通过监视目标蛋白的修饰或变化来激活R蛋白而引发ETI。ETI导致的抗病反应是植物入侵部位的超敏反应(Hypersensitive Response,HR)，造成植物在病原菌入侵部位发生活性氧的积累(oxidative burst)，胼胝质的沉积和细胞程序性死亡(PCD)等。PCD切断了病原菌的营养来源，同时释放抗菌物质，从而限制病原菌的生长和扩散。研究表明，在植物体内导入外源抗病基因能够提高植物对病原菌的抗性。例如：RPW8是在拟南芥上克隆的一个非典型的R基因，在烟草中过表达RPW8基因能提高烟草对白粉病菌的抗性。Xa21是水稻中第一个被克隆的抗白叶枯病的R基因，将Xa21基因转入水稻主栽品种表现对白叶枯病的高度抗性和广谱抗性。因此，寻找更多的抗病基因，通过基因工程改良植物的抗病性变得十分重要。

白粉菌是一种活体营养型真菌，能侵染大麦、小麦、葡萄、番茄等多个植物种的叶片、茎部、花朵和果实等部位。在全世界范围内，大概有500多种白粉菌小种侵染10,000多种植物，给农业生产带来巨大的经济损失。

在研究植物对白粉菌的抗病机制中，发现，拟南芥胞吐复合体的亚基成员EXO70B1突变后，对白粉菌表现增强的抗性，而且与野生型相比，PR1基因的表达增强，水杨酸的含量升高，胼胝质和过氧化氢的积累增加。以上说明，EXO70B1是调控植物对白粉菌抗性的重要因子。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种抑制植物过度激活抗性的方法。

本发明提供的方法，包括如下步骤：突变植物中的TN2蛋白编码基因，实现抑制植物抗性的过度激活；

所述TN2蛋白的氨基酸序列为序列表中序列2。

上述方法中，所述抑制植物抗性的过度激活体现在促进植物叶片表面白粉菌的菌丝生长、增加植物叶片表面白粉菌分生孢子梗数的产生、抑制植物中PR1基因的表达和/或抑制植物中游离水杨酸的积累。

上述方法中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物，所述植物具体为拟南芥突变体exo70B1；

所述exo70B1tn2突变植物中的TN2蛋白编码基因为突变的TN2基因。利用拟南芥exo70B1突变体与拟南芥tn2突变体杂交，获得杂交后代exo70B1tn2。

本发明另一个目的是提供一种TN2突变蛋白。

本发明提供的TN2突变蛋白，其为如下1)-9)：

1)TN2突变蛋白的氨基酸序列为序列表中序列2第1-43位氨基酸残基组成的序列；

2)TN2突变蛋白的氨基酸序列为将序列表中序列2第27位精氨酸突变为组氨酸，序列表中序列2的其它氨基酸残基不变得到的氨基酸序列；

3)TN2突变蛋白的氨基酸序列为将序列表中序列2第82位丙氨酸突变为苏氨酸，序列表中序列2的其它氨基酸残基不变得到的氨基酸序列；

4)TN2突变蛋白的氨基酸序列为将序列表中序列2第82位丙氨酸突变为缬氨酸，序列表中序列2的其它氨基酸残基不变得到的氨基酸序列；

5)TN2突变蛋白的氨基酸序列为将序列表中序列2第1-218位氨基酸残基组成的序列；