[发明专利]一种植物保守的Hem1蛋白相变结构域及其应用

说明书

本发明公开了一种植物保守的Hem1蛋白相变结构域及其应用，所述植物特异的Hem1蛋白LCD结构域可以抑制细胞快速死亡，进而提高植物在极端胁迫下的生存率，促进农作物的稳定生产。本发明通过对Hem1蛋白特有的LCD进行应用，进而促进农林经济作物在极端胁迫条件下的存活率，达到稳定农业生产的目的。

技术领域

本发明涉及分子遗传学技术领域，特别涉及一种植物保守的Hem1蛋白相变结构域及其应用。

背景技术

在过去的两个世纪里，世界人口增长了7倍。据估计，在2050年粮食产量需要增加60％，才能养活地球上预计100亿的人口(Ristaino et al.,2021a)。联合国宣布将2020年作为国际植物健康年，为了应对粮食安全的问题，在增加粮食产量的同时，尽可能的减少由于病虫害造成的粮食损失是保障粮食安全的重要措施。据统计由于粮食作物病虫害而导致的全球粮食产量损失量占粮食总产量的比例非常高。以全球主要农作物平均损失范围统计结果为例，小麦21.5％(10.1％–28.1％)、水稻30.0％(24.6％–40.9％)、玉米22.5％(19.5％–41.1％)、马铃薯17.2％(8.1％–21.0％)、大豆21.4％(11.0％–32.4％)(Savaryet al.,2019)。在中美洲调查结果显示，植物病害给小农造成重大的收获前损失，其中豆类和玉米达到了约50％，以及南美洲约50％的马铃薯损失(Savary et al.,2019)。

为阻止病原菌的侵害，植物演化出了一整套系统性的抵御外源微生物入侵的免疫机制，如特异性识别入侵微生物保守的PAMPs(pathogen associated molecularpattern)，从而对入侵微生物产生免疫应答PTI(PAMP-triggered immunity)；和针对病原微生物分泌的效应因子，产生的特异性免疫反应，即效应ETI(effector-triggeredimmunity)(Jones and Dangl,2006)。水杨酸(SA)是植物中的关键防御激素，在植物发生免疫反应中发挥了非常重要的作用，是植物产生基础免疫，诱发细胞超敏反应(HR)和植物获得性抗性(SAR)必不可少的。SA能诱导包括病原相关蛋白(pathogenesis-relatedprotein,PR蛋白)在内的许多抗病相关蛋白的产生，从而使得植物对病原体产生抵抗。

我们的研究表明Hem1蛋白对植物防御激素SA具有快速的响应的特点，该蛋白的C端LCD(低复杂度结构域)具有响应SA的特性，因此，我们利用这一段LCD结构域赋予或提高抗病基因对SA的响应灵敏度，开发一种对病原体的入侵感知更灵敏、抵抗更迅速的植物。

发明内容

本发明目的是提供一种植物保守的Hem1蛋白相变结构域及其应用，该Hem1蛋白相变结构域能够减轻极端胁迫条件下引起的农作物死亡的情况，达到稳定农业生产的目的。

在本发明的第一方面，提供了一种植物保守的Hem1蛋白相变结构域，所述Hem1蛋白相变结构域包括：由下述引物对经PCR扩增获得：

1)引物对AtP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.2所示；

2)引物对OsP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.3-SEQ ID NO.4所示；

3)引物对ZmP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.5-SEQ ID NO.6所示；

4)引物对TaP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.7-SEQ ID NO.8所示；

5)引物对GmP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.9-SEQ ID NO.10所示；

6)引物对BnP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.11-SEQ ID NO.12所示；

7)引物对BrP1，核苷酸序列如SEQ ID NO.13-SEQ ID NO.14所示；