[发明专利]一种植物选择性自噬受体小肽及其应用

说明书

本发明涉及一种植物选择性自噬受体小肽及其应用。本发明提供一种新型选择性自噬受体VISP3，所述VISP3是一种小肽，在十字花科植物中保守分布，拟南芥中的VISP3蛋白序列如SEQ ID NO.1所示。本发明所述VISP3降解RNA沉默通路关键组分SGS3/RDR6小体，干扰外源病毒小干扰RNAs(vsiRNAs)和内源tasiRNAs合成，促进病毒侵染并影响植物发育。本发明所述VISP3的表达量提高可促进植物黄瓜花叶病毒及芜菁花叶病毒侵染；敲除VISP3可增强植物抗病毒能力。敲除突变体可单独或与其他植物药剂联合用于植物病害的防治，有利于提高植物的产量和质量。

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域，具体涉及选择性自噬受体调控抗病毒RNA沉默关键因子蛋白积累量的原理与提高植物抗病能力的应用。

背景技术

植物在生长过程中会受到多种病原微生物攻击，在植物中RNA沉默(RNAsilencing)是一个广谱抗病毒过程。病毒在复制转录过程中形成的双链RNA，可被宿主的核酸内切酶dicer识别，切割成小的双链RNA(siRNAs)，其装配到RISC复合体(RNA-inducedsilencing complex)，去靶标与之配对的病毒RNA，进行切割靶标RNA和抑制翻译。被剪切破坏的异常的RNA又能被宿主的RNA聚合酶复合体RDR6、SGS3以其为模板，合成双链RNA进一步被dicer切割产生大量的siRNA，增强抗病效果。同时，SGS3和RDR6也负责合成内源tasiRNAs，因此RDR6和SGS3在病毒小RNA扩增方面以及植物生长发育方面发挥重要作用。

近年来越来越多的证据表明细胞自噬(autophagy)在病毒侵染过程中发挥多重功能。细胞自噬通过降解细胞内大分子物质、受损伤的蛋白及细胞器，帮助细胞正常生长发育，以及响应外界胁迫刺激，维持细胞稳态。细胞内多种细胞器以及一些蛋白的降解是通过选择性自噬受体介导降解的，通常这些受体与待降解的底物互作，同时也与自噬小泡上负责合成双层膜的关键蛋白ATG8互作，将底物拉入自噬小泡中被降解。选择性自噬降解特定的底物，具有更精细的调控作用。当自噬将病毒的关键组分带入自噬小体降解时，自噬发挥抗病毒作用，而当病毒逃离被自噬降解，或利用自噬降解植物抗病毒的关键组分时，自噬则促进病毒侵染。

近年来人们逐渐发现植物基因组中存在许多小的编码框，编码30-100个氨基酸的小肽，这些小肽分为分泌肽及非分泌肽，根据预测在拟南芥基因组中有超过8000个小肽，对于已知的这些小肽，发现他们在植物整个生长发育及响应非生物胁迫过程中发挥重要作用，已有文献报道，小肽在抵御细菌和真菌等病原侵染过程中发挥作用，但是，在病毒侵染中的作用未见报道，因此探究未知功能的小肽十分重要。

RNA沉默是一种广谱的免疫性抗病机制，而细胞自噬也对病原侵染具有广谱的调节机制，开发未知功能的小肽调控选择性自噬和RNA沉默意义重大，为提高植物抗病能力、加强植物病害防治提供新的靶标。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物选择性自噬受体及其应用。

第一方面，本发明提供植物自噬受体VISP3蛋白或编码所述植物自噬受体VISP3蛋白的基因或含有所述基因的载体在植物病毒感染防治中的应用。

第二方面，本发明提供植物自噬受体VISP3蛋白或编码所述植物自噬受体VISP3蛋白的基因或含有所述基因的载体在抗病植物遗传育种中的应用。

第三方面，本发明提供植物自噬受体VISP3蛋白或编码所述植物自噬受体VISP3蛋白的基因或含有所述基因的载体在调控植物免疫力或抗病性中的应用。

在本发明的上述应用中，所述植物自噬受体VISP3蛋白用于降解RNA沉默通路关键组分SGS3/RDR6小体，干扰外源病毒小干扰RNAs(vsiRNAs)和内源tasiRNAs合成。