[发明专利]小麦UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6及其应用

说明书

本发明公开了一种小麦UDP‑葡萄糖基转移酶TaUGT6及其在降解DON毒素并提高植物对DON毒素耐受性的应用；该酶的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的蛋白质序列如SEQ ID NO.2所示；利用体外酶活实验，证明该蛋白可以把DON转化为D3G；高污染小麦籽粒及全麦粉喷洒该蛋白可以显著降低DON含量；利用农杆菌介导的遗传转化方法，使该基因在拟南芥中过量表达，提高了转基因拟南芥对DON的耐受能力，证实了该酶在DON毒素降解及植物抗DON毒素积累和抗赤霉病功能的新用途。

技术领域

本发明涉及小麦UDP-葡萄糖基转移酶基因的应用，特别是该基因在DON毒素降解及提高植物DON耐受性中的应用，属于植物基因工程技术领域。

背景技术

小麦赤霉病(Fusarium head blight，FHB)是由禾谷镰刀菌为主要致病菌引起的一种世界范围广泛流传的重大真菌病害，也是危害我国小麦产业发展的主要病害之一。近年来，由于气候变暖和耕作制度的改变，我国小麦赤霉病发病范围呈不断扩大趋势，目前常发区已扩展到黄淮南部麦区，黄淮北部、西南、西北麦区病害发生也明显加重。赤霉病会导致小麦产量下降，一般发生年份引起10％-15％的减产，大流行时甚至绝收。赤霉病不仅造成小麦产量严重降低，其分泌的脱氧雪腐镰刀烯醇(deoxynivalenol，DON)等真菌毒素会影响小麦的品质及食品安全。DON对人类以及各种动物有着广泛的毒性效应，可引起多种细胞的凋亡，从而对机体多个系统产生毒害作用，如神经毒性、生殖毒性、免疫毒性、致畸和胚胎毒性，以及可能是癌症的诱导剂等。因此，积极有效地防控小麦赤霉病及降低DON毒素在籽粒中的积累对粮食安全和食品安全都具有十分重要意义。

DON毒素不仅对人和动物的健康危害大，而且会抑制小麦种子的萌发、胚芽鞘的生长以及根部有丝分裂和分化。研究表明，DON毒素是禾谷镰刀菌的致病因子，可以促进赤霉病菌在小麦组织中的扩展，加剧和加重赤霉病的发生，而降低DON毒性丧失或减弱，可有效的阻止病原菌在植物组织内的扩张，提高对赤霉病的抗性。因此，降低DON积累不仅对食品安全十分重要，而且也是一条提高小麦赤霉病抗性的途径。

植物UDP-葡萄糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases，UGTs)是一类脱毒相关蛋白，可以通过糖基化DON等毒素以降低毒性，从而提高植物对赤霉病的抗性。植物UDP-葡萄糖基转移酶属于糖基转移酶大家族中的家族1，在C端有一个PSPG盒(plant secondaryproduct glycosyltransferase box)，是44个氨基酸组成的保守序列，一般以尿苷二磷酸葡萄糖作为糖基供体参与糖基化反应。植物中UGT成员众多，在拟南芥、玉米和水稻等植物中都发现有超过100个成员，但这些UDP-葡萄糖基转移酶中的绝大部分功能未知。

小麦UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6是小麦糖基转移酶家族1中的一个成员，该基因序列已随小麦基因组序列公开，但该基因的用途，特别是在DON毒素降解及提高植物DON耐受性中的应用未见报道。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种小麦UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6在DON毒素降解及提高植物DON耐受性中的应用。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明首先一种小麦UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6，其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

其次，本发明提供了一种上述小麦UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6基因编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。