[发明专利]一种利用生物信息学方法构建的抗菌肽及其应用

说明书

一种利用生物信息学方法构建的抗菌肽及其应用。本发明提供了一种新型的抗菌肽，利用小偃麦SN6306的转录组数据结合生物信息学方法获得了抗菌肽基因，通过转化大肠杆菌表达目的蛋白，通过PDA平皿法、小麦叶片涂抹等方法分别验证这个抗菌肽的抗真菌活性。该抗菌肽可以用于制备抗禾谷镰刀菌、抗小麦白粉病的抑制剂，是一种具有潜在利用价值巨大的抗真菌的抑制剂的原料。本专利提供的抗菌肽可以代替传统化学农药，防治小麦及其他作物的真菌病害。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种利用生物信息学方法构建的抗菌肽及其应用。

背景技术

小麦是我国重要的农作物之一，且主要作为粮食作物。小麦赤霉病和小麦白粉病是严重影响黄淮海麦区小麦产量和品质的重要病害。目前的主流防治措施仍以化学防治为主。农药的施用加剧了环境污染，并且容易导致病原菌产生耐药性。抗菌肽是生物体内对细菌和真菌具有抑杀作用的小分子肽，很多生物体内抵抗病原体入侵的天然防御系统的组成部分，因其特殊的作用机制，能迅速杀菌而不容易导致耐药性，且对植物病原体具有广谱抗性，成为一种极具发展潜力的天然药物（燕晓翠等，2017）。

抗菌肽的生物学活性包括抗细菌、抗真菌和调节免疫功能。

大多数抗菌肽可以抑杀革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，不同来源不同类型的抗菌肽的抗菌活性有些差异。目前大多数认为抗菌机制是抗菌肽与细菌细胞膜相互作用（Bechinger等，2017；Tossi等，2012）。带正电荷的阳离子抗菌肽与革兰氏阴性细菌带负电荷的表面分子膜磷脂产生静电，结合于细菌细胞膜上，接着抗菌肽的疏水段造成膜结构变化（Ageitos等，2016）。

随着微生物对传统抗生素产生耐药性的问题不断升级，人们越来越关注抗真菌肽作为新型抗生素的潜力（Epand等，1999）。抗真菌肽（Antifungal peptide，AFP）是抗菌肽（Antimicrobial peptide，AMP）中的一个子集，AFP可分为线性肽，形成两亲性疏水螺旋的肽、β-片肽、α-螺旋和β-片混合肽、富含特定氨基酸的肽以及经修饰的环肽和脂肽（Nguyen等，2011；Tam等，2015；Hamley等，2015）。目前抗菌肽对真菌的抗性机制主要3种假说：一是抗菌肽抑制几丁质、葡聚糖等细胞壁的重要组成成分的合成，阻碍真菌细胞壁的形成；二是抗菌肽与细胞膜互作，破坏细胞膜，使内容物外泄；三是抗菌肽作用于线粒体等真菌细胞器，最终达到抑杀真菌的目的。

抗菌肽不仅有抗菌作用，还可以调节免疫系统，如趋化、激活免疫细胞和调节炎症。抗菌肽fowlicidin-1(6-26) 具有很强的调节免疫系统、直接募集中性粒细胞、激活巨噬细胞、增强抗原特异性适应性免疫应答的能力，通过将肽注射到小鼠腹膜后，发现嗜中性粒细胞被特异性趋化，fowl-1（6-26）在与卵清蛋白共同给药后增强了抗原特异性免疫应答的总体趋势，可作为疫苗佐剂使用（Bommineni等，2014）。

小麦和野生近缘植物在长期的抗病进化过程中，基因组中产生了丰富的抗菌肽基因，利用生物信息学结合分子细胞生物学技术进行新型抗菌肽的挖掘，寻找高效的抗植物病害的新型抗菌肽具有重要的实用价值。

发明内容

已报道的抗菌肽大多能够破坏膜结构，抑杀革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，促进免疫消除感染，保护宿主免受病原侵害。抗菌肽来源广泛，在动植物以及微生物体内都有发现，但目前对抗小麦白粉病和赤霉病的抗菌肽研究报道较少。

本专利利用小偃麦SN6306的转录组数据结合生物信息学方法获得了抗菌肽基因，即W662，通过转化大肠杆菌表达目的蛋白，通过PDA平皿法、小麦叶片涂抹等方法分别验证这个抗菌肽的抗真菌活性。本专利提供的抗菌肽可以代替传统化学农药，防治小麦及其他作物的真菌病害。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种抗菌肽，所述抗菌肽的氨基酸序列如序列表SEQ ID No.2所示。