[发明专利]白菜抗病相关基因BrPGIP4及其应用

说明书

本发明提供了白菜抗病相关基因BrPGIP4及其应用，属于植物基因工程技术领域。所述白菜抗病相关基因BrPGIP4的DNA序列如SEQ ID No.1所示。通过农杆菌浸花转化法将该基因转化至哥伦比亚型拟南芥中，得到BrPGIP4异源表达拟南芥株系，结果发现，白菜抗病相关基因BrPGIP4的异源表达会导致拟南芥对菌核病的抗性出现显著提升。这表明白菜抗病相关基因BrPGIP4与植物抗核盘菌病关系密切，可将该基因应用于白菜类蔬菜及其他园艺植物育种，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体的说，涉及白菜抗病相关基因BrPGIP4、其编码蛋白及其在植物抗病过程中的应用。

背景技术

白菜(Brassica rapa L.syn.B.campestris L.)属十字花科芸薹属芸薹种作物，主要包含有结球白菜、不结球白菜、白菜、菜薹、紫菜薹、薹菜、乌塌菜、日本水菜等8个变种。它们不仅是重要的蔬菜和油料作物，在生产上有较高的经济价值，而且与十字花科模式植物拟南芥有较近的亲缘关系，在植物基础科学中也有重要研究意义。核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum(Lib.)de Bary)是一种兼性真菌，由其引起的菌核病(S.sclerotiorumstemrot，SSR)是一种在世界范围内广泛分布的植物病害，对十字花科作物的生长发育造成严重威胁。

植物细胞壁是植物抵御病原菌入侵的一道重要屏障，而果胶质是其重要组成成分。病原菌微生物对植物的定殖首先需要穿过细胞壁，为此，病原菌会在侵染植物的早期阶段时分泌多种细胞壁降解酶(Cell wall degrading emzymes，CWDEs)以破坏细胞壁结构，如果胶酶、木聚糖酶、纤维素酶、PGs等。PGs是糖苷水解酶家族28(GH28)的一员，它可以切断聚半乳糖醛酸(homogalacturonan,HG)中D-半乳糖醛酸残基之间的α-(1-4)糖苷键，从而破坏细胞壁，进一步导致寄主组织细胞分离和浸渍，为病原菌侵染创造有利条件。

而针对病原菌分泌的细胞壁降解酶类，植物也进化出了一系列相对应的抑制蛋白。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIPs)即是其中的一种。它可以特异性结合病原菌分泌的PGs从而抑制其对细胞壁的降解。目前PGIPs-PGs互作已经成为经典的蛋白互作模式。同时，PGIPs与PGs的互作可以促进植物体内产生并累积OGs，进而激活下游特定的免疫响应，最终抑制病原菌的侵染。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供白菜抗病相关基因BrPGIP4及其应用。

本发明提供了一种多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白编码基因BrPGIP4，该基因为：从来源于品种为‘矮脚黄’(由本实验室保存多年的高代自交系)的白菜中克隆到的基因，其具有：

1)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或

2)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或几个核苷酸；

本发明提供了含有上述白菜抗病相关基因BrPGIP4的生物材料，所述生物材料为表达载体，表达盒，宿主细胞或工程菌。

本发明提供了上述白菜抗病相关基因BrPGIP在激发植物对菌核病的抗性中的应用。。

本发明提供了上述白菜抗病相关基因BrPGIP4在制备转基因植物中的应用。

本发明还提供了上述白菜抗病相关基因BrPGIP4在植物种质资源改良中的应用。

本发明提供的白菜BrPGIP4序列如SEQ ID No.1所示。通过农杆菌介导法将该基因导入拟南芥中，获得白菜BrPGIP4异源表达的转基因拟南芥株系，结果发现，白菜抗病相关基因BrPGIP4的表达变化可以抑制核盘菌在拟南芥叶片上形成病斑，从而显著提升植株对菌核病的抗性。这表明了白菜抗病相关基因BrPGIP4与植物抗菌核病关系密切，将该基因应用于白菜或其他十字花科蔬菜育种，具有良好的应用前景。