植物抗病蛋白GhWRKY40与编码基因及其应用制造技术

发明专利技术公开了一种蛋白质，其名称为GhWRKY40，为如(a)或(b)或(c)所示的蛋白：(a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；(b)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；将(a)或(b)所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhWRKY40转录因子功能或活性的蛋白质。本发明专利技术的有益效果在于：GhWRKY40调控特定基因的转录表达，引起植物生理生化的改变，增加植物对病原体侵害抗性，从而保护植物的生长发育，在提高植物对病原体应答方面的应用具有重要意义。

Plant disease resistance protein GhWRKY40 and coding genes and their applications

【技术实现步骤摘要】
植物抗病蛋白GhWRKY40与编码基因及其应用
本专利技术属于生物技术
，具体涉及一种植物抗病蛋白GhWRKY40与编码基因及其应用。
技术介绍
棉花属于锦葵科棉属植物，其栽培种有4种，包括陆地棉、海岛棉、草棉和亚洲棉，其中陆地棉为主栽品种。棉花是重要的经济作物，其纤维是纺织工业的重要原料，棉籽油是食品和化工用油的主要来源之一，棉籽粕是牛羊等反刍动物饲料的蛋白添加成分。然而棉花的产量和品质受到各种生物胁迫和非生物胁迫的影响，其中棉花黄萎病严重制约着棉花的生产。黄萎病是一种土壤传播的维管束病害，病原菌为大丽轮枝菌，该真菌属于半知菌亚门轮枝菌属。病原菌从棉花根部入侵，植株发病后会严重影响棉花的纤维产量和品质。随着棉花黄萎病分布广，危害严重，传播途径多和生存时间长。为了解决这个棘手的问题，培育抗病品种是最经济有效的方法。然而，棉花抗病品种培育的难点在于抗病种质资源的获得。目前，由于缺乏抗病免疫的种质资源，所以利用常规育种方法很难有效地培育抗病品种。因此，利用基因工程技术挖掘抗病相关基因，创制抗病新品种，成为当前解决棉花黄萎病危害的重要研究方向。总之，提高棉花的抗病性对于棉花的安全生产及人民美好生活具有重要意义。植物抗病基因的挖掘主要涉及一些调控基因表达的调控因子，主要包括调控蛋白和转录因子。其中转录因子又称反式作用因子，特异结合到真核基因启动子区域顺式作用元件上，并激活或抑制下游基因的转录。这些转录因子主要包括NAC、MYB、bZIP、WRKY等，他们在植物生长发育和防卫反应中发挥着重要的作用。基于此，研究一种提高植物对病原体应答作用的转录因子，特别是针对棉花抗黄萎病反应的转录因子就显得尤为重要。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，提高植物对病原体的应答作用，本专利技术提供了植物抗病蛋白GhWRKY40与编码基因及其应用。本专利技术提供了一种蛋白质，其名称为GhWRKY40，为如(a)或(b)或(c)所示的蛋白：(a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；(b)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；(c)将(a)或(b)所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhWRKY40转录因子功能或活性的蛋白质。为了使上述(a)所示的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL所述(b)或(c)所示的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。所述(b)或(c)所示蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列1所示碱基序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5'端和/或3、端连上表1所示的标签的编码序列得到。本专利技术还提供了与所述的蛋白质GhWRKY40相关的生物材料，为下述(1)至(12)中的任一种：(1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；(2)含有(1)所述核酸分子的表达盒；(3)含有(1)所述核酸分子的重组载体；(4)含有(2)所述表达盒的重组载体；(5)含有(1)所述核酸分子的重组微生物；(6)含有(2)所述表达盒的重组微生物；(7)含有(3)所述重组载体的重组微生物；(8)含有(4)所述重组载体的重组微生物；(9)含有(1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；(10)含有(2)所述表达盒的转基因植物细胞系；(11)含有(3)所述重组载体的转基因植物细胞系；(12)含有(4)所述重组载体的转基因植物细胞系。所述的生物材料，(1)中所述核酸分子为如下(a1)或(b1)或(c1)所示的DNA分子：(a1)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；(b1)核苷酸序列是在序列表中序列1所示的核苷酸序列基础上进行一个或多个碱基的替换、缺失或/和插入而衍生得到DNA分子，且该DNA分子所编码的蛋白质为权利要求1所述的蛋白质；(c1)在严格条件下与(a1)或(b1)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子。其中，序列表中序列1是一种从棉花叶片中克隆出的棉花转录因子编码基因，命名为GhWRKY40，开放阅读框981bp，编码由326个氨基酸残基组成的序列，具体序列为序列表中序列2。调控特定基因的转录表达，引起植物生理生化的改变，增加植物对病原体侵害抗性，从而保护植物的生长发育。本专利技术还提供了所述的蛋白质或所述的生物材料在提高植物对病原体应答中的应用。本专利技术还提供了所述的蛋白质或所述的生物材料在提高植物对维管束寄生病原菌应答中的应用。本专利技术还提供了所述的蛋白质或所述的生物材料在提高植物对大丽轮枝菌应答中的应用。上述应用中，所述植物为棉花。本专利技术的有益之处在于：本专利技术设计特异性引物，利用PCR技术，从棉花叶中克隆该基因，命名为GhWRKY40。利用qPCR分析发现该基因在棉花的根茎叶中均表达，在根中为优势表达，在叶中的表达量较低；同时GhWRKY40表达受到大丽轮枝菌、茉莉酸和水杨酸的诱导。通过病毒诱导基因沉默技术获得GhWRKY40基因沉默植株。对基因沉默植株接种大丽轮枝菌进行抗病性分析，结果显示沉默植株的病株率和病指均低于对照植株，表明沉默GhWRKY40基因能够提高棉株抗病性。因此GhWRKY40是一个负调控抗病的转录因子，可以作为棉花抗黄萎病育种的候选基因，具有较好的应用潜力。GhWRKY40调控特定基因的转录表达，引起植物生理生化的改变，增加植物对病原体侵害抗性，从而保护植物的生长发育，在提高植物对病原体应答方面的应用具有重要意义。附图说明图1为棉花GhWRKY40与其他植物WRKY40系统发育树分析对比图，图中At表示拟南芥、Mt表示苜蓿、Tc表示可可、Pt表示毛果杨、Bn表示油菜、Gm表示大豆、Ha表示向日葵、Br表示白菜、Fm表示水曲柳、Gh表示棉花；图2为GhWRKY40在棉花不同组织器官的特异性表达分析图；图3为棉花GhWRKY40基因在SA处理下的表达分析示意图；图4为棉花GhWRKY40基因在JA处理下的表达分析示意图；图5为棉花受到大丽轮枝菌侵染后GhWRKY40在不同时间点的表达分析示意图；图6为PYL-156-WRKY40沉默载体构建示意图；图7为GhPDS沉默植株叶片白化表型图；图8为棉花GhWRKY40基因沉默分析示意图；图9为棉花GhWRKY40基因沉默植株和对照植株发病情况示意图；图10为棉花GhWRKY40基因沉默植株和对照植株发病株率图；图11为棉花GhWRKY40基因沉默植株和对照植株发病指数图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例11.实验材料及试剂棉花材料为中棉所35，购自山西农业科学院棉花研究所种苗公司；大肠杆菌‘DH5α’感受态细胞和根癌农杆菌菌株‘GV3101’由植物基因组学国家重点实验室保存；黄萎病菌菌株(大丽轮枝菌，V.da本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白质，其名称为GhWRKY40，为如(a)或(b)或(c)所示的蛋白：(a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；(b)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；(c)将(a)或(b)所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhWRKY40转录因子功能或活性的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质，其名称为GhWRKY40，为如(a)或(b)或(c)所示的蛋白：(a)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；(b)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；(c)将(a)或(b)所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhWRKY40转录因子功能或活性的蛋白质。2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述(1)至(12)中的任一种：(1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；(2)含有(1)所述核酸分子的表达盒；(3)含有(1)所述核酸分子的重组载体；(4)含有(2)所述表达盒的重组载体；(5)含有(1)所述核酸分子的重组微生物；(6)含有(2)所述表达盒的重组微生物；(7)含有(3)所述重组载体的重组微生物；(8)含有(4)所述重组载体的重组微生物；(9)含有(1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；(10)含有(2)所述表达盒的转基因植物细胞系；(11)含有(3)所述重...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家和，刘建芬，胡保民，陈爱民，
申请(专利权)人：九圣禾种业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65