[发明专利]一个可用于改良水稻白叶枯病抗性的激酶蛋白及编码基因

说明书

本发明公开了一个可用于改良水稻白叶枯病抗性的激酶蛋白及其编码基因OsSnRK1c，所述激酶蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示，基因OsSnRK1c的核苷酸序列如SEQ IDNO:2所示。研究显示OsSnRK1c基因组全长为5136bp，转录组序列全长共2204bp，具有10个外显子和9个内含子，其中CDS序列为1527bp。OsSnRK1c蛋白N端具有典型的丝氨酸苏氨酸结构域S_TKc和中间的泛素结合结构域UBA以及C端的类激酶结构域KA1。实验证明所述蛋白及其编码基因能够有效提高水稻白叶枯病抗性。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一个可用于改良水稻白叶枯病抗性的激酶蛋白及编码基因。

背景技术

蔗糖非发酵型(sucrose non-fermenting-1，SNF1)蛋白激酶(SnRKs)是植物中的主要蛋白激酶家族，与代谢和应激调控有关(Halford and Hey，2009；Hey et al，2010)。植物SnRKs家族分为3个子家族，它们是SnRK1、SnRK2、SnRK3(Halford,2005)，其中SnRK1在动植物中都有发现报道，哺乳动物中为AMPK(adenosine monophosphate-activated proteinkinase)，酵母中为SNF1，这个子家族主要涉及能量调控(Smeekens et al，2010)。而SnRK2和SnRK3在真菌或动物细胞中没有任何对应物，是植物体内特有的(Halford and Hey，2009)。作为酵母和哺乳动物的直系同源物，研究发现AMPK和SnRK1的蛋白结构既有相似又存在差异，如都包含一个N端丝氨酸/苏氨酸激酶结构域(KD)，紧随其后的是一个三螺旋束，这个三螺旋束为AMPK的自抑制域(AID)和SnRK1的泛素相关域(UBA)(Emanuelle et al，2018)，其中KD结构域在动物中和植物中同源性为67-77％，而AID和UBA的同源性仅33％左右。

SnRK1是植物代谢的全球调节剂，控制着节能过程和替代能源的转移，包括蔗糖、淀粉、细胞壁化合物、氨基酸和脂质；此外，SnRK1涉及从发芽到生殖和衰老基本的发育过程(Shen et al，2011；Cho et al，2012；Coello et al，2011)。越来越多的研究发现SnRK1在植物与应对不同类型的病原体(病毒，细菌，真菌，卵菌)和食草动物中发挥着关键作用(Hulsmans et al，2016)。如番茄SnRK1通过磷酸化蛋白bC1中的酸性残基来限制番茄黄叶卷曲双生病毒的侵染(Shen et al，2011)。SnRK1使甘蓝叶卷曲病毒(CalCuV)和番茄斑驳病毒(ToMoV)AL2/C2蛋白磷酸化，从而延迟了拟南芥感染(Shen et al，2014)。AvrBsT对效应蛋白AvrBs1引起的HR反应的抑制作用依赖于SnRK1(Szczesny et al，2010)。甜橙植物(柑橘)感染了黄单胞菌柑橘溃疡病Xaa(Xanthomonas axonopodis pv.aurantifoliipathotype C，Xaa)后其体内的SnRK1的转录上调(Cernadas et al，2010)。目前，关于SnRKs在水稻白叶枯病抗性方面的相关研究还鲜有报道。

发明内容

鉴于现有技术的不足，我们通过生物信息学分析和TBtools软件对OsSnRK1c的基因、蛋白结构和上游启动子区进行了分析，同时通过表达谱分析结合转基因材料的抗病性鉴定，研究了OsSnRK1c在抗病胁迫中的功能。

本发明方案包括以下内容：

一方面，本发明首先提供了一个可用于改良水稻白叶枯病抗性的激酶蛋白，所述激酶蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，该蛋白命名为OsSnRK1c。该蛋白的编码基因序列如SEQ ID NO:2所示，该基因命名为OsSnRK1c。

另一方面，基于目前的研究成果，本发明还提供了所述的激酶蛋白及其编码基因的用途。