本發明屬于基因工程,具體涉及一種細菌蛋白bgm提高植物抗病性的應用。
背景技術:
1、植物在生長發育過程中受到各種病原體的威脅。水稻是世界一半以上人口的主食,常常受到如稻瘟病等真菌疾病的威脅。稻瘟病由絲狀真菌magnaporthe?oryzae引起的,可導致水稻減產10%-30%。相較于噴灑農藥,發掘抗病基因和培育抗病品種是一種經濟有效的防治稻瘟病的方法,大大減少對環境的破壞。然而傳統克隆抗病基因的方法需要依賴于抗病資源品種,克隆基因費時費力。并且抗病基因使用通常局限于單個物種,且在使用幾年后就會喪失抗病性,這導致可以利用的抗病性基因資源愈來愈少。
2、細菌中有非常豐富的抗病基因資源,gasdermin蛋白是一種古老的抗病蛋白,在細菌、真菌和動物中廣泛存在,但是在植物中缺失。目前并沒有報道過該蛋白作為外源的抗病蛋白在植物上進行抗病性應用,有鑒于此,嘗試利用該蛋白提供一種培育抗病品種的策略,擴展可利用的抗病資源。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種細菌蛋白bgm提高植物抗病性的應用,將細菌bgm蛋白首次在植物中表達,提高植物抗病性。
2、為了實現上述目的,本發明提供了包含細菌蛋白bgm的生物材料在s1-s6至少一種中的應用:
3、所述生物材料為下述任一種:
4、a1)、蛋白質,所述蛋白質為如下任一種:
5、b1)氨基酸序列是seq?id?no.3所示的蛋白質;
6、b2)將b1)所述蛋白質的n末端或/和c末端連接蛋白質標簽得到的融合蛋白質;
7、a2)、調控a1)所述蛋白質的編碼基因表達的物質;
8、a3)、調控a1)所述蛋白質的活性和/或含量的物質;
9、所述s1-s6為:
10、s1)增加植物抗病性;
11、s2)制備提高植物抗病性的產品;
12、s3)培育抗病性提高的植物;
13、s4)制備培育抗病性提高的植物的產品;
14、s5)改良高抗病性品種或制備高抗病性品種的產品;
15、s6)植物育種。
16、本發明中,所述植物的抗病性包括抗辣椒疫霉菌、稻瘟菌中至少一種病原的感染;所述植物包括煙草、水稻。
17、上述用途中,所述調控所蛋白質的編碼基因表達的物質包括下述生物材料:
18、c1)、編碼氨基酸序列如seq?id?no.3所示的蛋白質的核酸分子;
19、c2)、含有c1)所述核酸分子的表達盒;
20、c3)、含有c1)所述核酸分子的重組載體、或含有c2所述表達盒的重組載體;
21、c4)、含有c1)所述核酸分子的重組微生物、或含有c2)所述表達盒的重組微生物、或含有c3)所述重組載體的重組微生物。
22、上述c1)所述核酸分子為如下任一:
23、a1)如seq?id?no.1所示核苷酸序列;
24、a2)在seq?id?no.1所示核苷酸序列基礎上根據水稻密碼子優化得到的序列。
25、本發明中,水稻密碼子優化得到的序列如seq?id?no.2所示。
26、本發明還提供了一種培育抗病性提高的轉基因植物的方法,包括如下步驟:在目的植物中轉入如seq?id?no.3所示的蛋白質,得到抗病性提高的轉基因植物。
27、上述方法中,所述蛋白質通過蛋白表達載體轉入所述目的植物得到所述轉基因植物,所述載體包括prhe。
28、上述方法中,使用病原菌誘導基因啟動子構建所述轉基因植物,方法包括:在病原菌誘導pr10a啟動子后面加入另一個病原菌誘導基因tbf1的啟動子中的調控元件uorfs組合成啟動子pr10a-uorfs,使用pr10a-uorfs構建bgm蛋白植物轉基因株系。
29、上述方法中,所述病原菌誘導pr10a的啟動子序列如seq?id?no.18所示;所述調控元件uorfs的核苷酸序列如seq?id?no.19所示。
30、上述方法中,所述目的植物為水稻。
31、上述方法提高了bgm蛋白水稻轉基因株系對稻瘟菌的抗性。
32、相對于現有技術,本發明具有如下有益效果:
33、本發明首次將細菌bgm蛋白在植物中表達,增強植物抗病性。bgm蛋白在本氏煙中瞬時表達,可以引起煙草細胞壞死,即過敏性壞死反應;bgm在本氏煙中瞬時表達后存在活性氧(ros)的積累,增強煙草細胞的免疫力;瞬時表達bgm還可以抑制辣椒疫霉的侵染,提高煙草對辣椒疫霉的抗病性。
34、本發明將重組的pr10a-uorfs啟動子與bgm構建載體,轉化水稻,獲得轉基因水稻植株。通過鑒定轉基因水稻植株的活性氧爆發情況、抗性基因表達情況及對稻瘟菌抗病性,轉基因水稻植株中病程相關基因pal、ospr1b、ospr5和ospr10表達量上調。表明ppr10a-uorf:bgm株系的抗病性提高。轉基因水稻植株ppr10a-uorf:bgm的病斑面積明顯小于野生型,表明該株系提高了對稻瘟菌的抗性。
1.生物材料在s1-s6至少一種中的應用:
2.根據權利要求1所述應用,其特征在于,所述抗病性包括抗辣椒疫霉菌、稻瘟菌中至少一種病原的感染;所述植物包括煙草、水稻。
3.根據權利要求1或2所述的應用,其特征在于,所述調控所蛋白質的編碼基因表達的物質包括下述生物材料:
4.根據權利要求3所述的應用,其特征在于,c1)所述核酸分子為如下任一:
5.根據權利要求4所述的應用,其特征在于,根據水稻密碼子優化得到的序列如seq?idno.2所示。
6.一種培育抗病性提高的轉基因植物的方法,其特征在于,包括如下步驟:在目的植物中轉入如seq?id?no.3所示的蛋白質,得到抗病性提高的轉基因植物。
7.根據權利要求6所述方法,其特征在于,所述蛋白質通過蛋白表達載體轉入所述目的植物得到所述轉基因植物,所述蛋白表達載體包括prhe。
8.根據權利要求7所述方法,其特征在于,使用病原菌誘導基因啟動子構建所述轉基因植物,方法包括:在病原菌誘導pr10a啟動子后面加入另一個病原菌誘導基因tbf1的啟動子中的調控元件uorfs組合成啟動子pr10a-uorfs,使用pr10a-uorfs構建bgm蛋白植物轉基因株系。
9.根據權利要求8所述方法,其特征在于,所述病原菌誘導pr10a的啟動子序列如seqid?no.18所示;所述調控元件uorfs的核苷酸序列如seq?idno.19所示。
10.根據權利要求6-9任一所述方法,其特征在于,所述目的植物為水稻。