[发明专利]稻曲菌激发子蛋白SGP1、短肽及其应用

说明书

本发明公开了稻曲菌激发子蛋白SGP1、短肽及其应用，该激发子蛋白和激发子短肽可以明显地激活植物防卫反应，提高植物的抗病性，增强植物抵抗病原菌侵染，有效地阻止或减轻病害的发生。本发明所述激发子蛋白和激发子短肽为提高植物的抗病性提供了新的途径，为今后生物农药的开发与应用提供了资源，可作为一种新型微生物蛋白农药来防御病虫害的侵害，也为今后该基因转基因植物提供了依据，在农业生产中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体来说涉及稻曲菌蛋白激发子SGP1及其应用。

背景技术

目前，植物病害防控的主要措施是化学防治和抗病品种的选育。但是，化学药剂的使用常带来环境污染和食品安全问题；病原菌小种变异带来抗药性以及克服抗病基因等问题降低了防治效果；两种病害防控防治策略的效果受到严重影响，有待研发环保、广谱、持久、高效的病害防控策略。随着人们对植物和病原物互作的了解，以及生物技术的发展，利用病原菌诱导的植物免疫和抗性，为发展新型抗病策略提供基础。植物的免疫包括病原菌分泌的病原相关分子模式PAMPs(pathogen-associated molecular patterns)诱导的免疫(PAMP triggered immunity,PTI)以及病原菌分泌的效应字(effector)诱导的免疫(effector triggered immunity,ETI)。与ETI相比，PAMPs诱导的免疫(PTI)是一类广谱的免疫，不易被病原菌克服，因此，PAMPs作为诱导植物抗性的重要因子，成为生物农药研发的重要发展方向。从病原菌中分离鉴定出新的具有广谱免疫功能的PAMPs，有望发展为新型抗病策略。

病原物相关分子模式(PAMPs)，是指病原菌分泌的保守分子结构，能够被寄主植物识别诱发植物免疫的一类物质。PAMPs通常为病原菌所特有，而不存在于寄主细胞，并且对病原菌的适应性生存非常重要。植物能够通过膜上的模式识别受体(PRRs)识别PAMPs，激活PAMPs诱导的免疫。植物模式识别受体识别PAMPs诱发产生的防御反应包括MAPKs激酶信号途径激活、活性氧爆发、病程相关基因表达、细胞离子渗漏和细胞死亡等。PAMPs诱导的免疫最终能使植物获得抗性。

但是，目前从真菌中鉴定到的在不同真菌中保守，且保守几个氨基酸的短肽段即可诱导系列免疫反应并介导抗性的PAMP分子非常少。因此，在真菌中鉴定保守的PAMP分子，鉴定短的氨基酸肽段，不仅对揭示植物与病原物互作的机理提供理论依据，而且为开发广谱高效环保的免疫性蛋白质生物农药提供有效的蛋白来源。

发明内容

本实验室根据病原菌分泌的蛋白，能够被植物识别诱发植物的免疫反应的原理，收集稻曲菌的液体培养液，并提取蛋白，将提取的蛋白送公司进行质谱测序后，通过生物信息学分析确定稻曲菌的分泌组。将含有信号肽、含有保守结构域并且存在于病原菌却不存在于植物中的蛋白确定为候选蛋白。将79个候选蛋白的编码序列分别构建到植物瞬时表达载体PVX上，转化农杆菌并注射烟草，最终鉴定到一个能够诱导植物防御反应和提高植物抗病性的激发子蛋白SGP1，并发现其拥有一个保守的结构域，本实验室通过截短该蛋白发现，截短后由22个氨基酸构成的短肽SNP22同样具有诱导植物防御反应和提高植物抗病性的性能，本实验室进一步发现编码SGP1的基因存在于不同真菌中，通过实验验证其他真菌中部分SGP1的同源蛋白中与SNP22同源对应的短肽均具有诱导植物防御反应的性质。

基于此，本发明的第一个目的是提供一种能够诱导植物防御反应和提高植物抗病性的稻曲菌激发子蛋白SGP1及其氨基酸序列、编码该蛋白的SGP1基因及其核苷酸序列、含有SGP1基因的载体及含有该载体的宿主细胞、以及该激发子蛋白SGP1的应用。

本发明的第二个目的是提供一种能够诱导植物防御反应和提高植物抗病性的稻曲菌激发子短肽SNP22及其氨基酸序列、编码该短肽的SNP22基因及其核苷酸序列、含有SNP22基因的载体及含有该载体的宿主细胞、以及该激发子短肽的应用。