与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术所提供的蛋白是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的由序列1衍生的蛋白质。实验证明，本发明专利技术所提供的与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关蛋白的编码基因ZmCCT能够显著提高植株对禾谷镰刀菌茎腐病的抗性。

【技术实现步骤摘要】
与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的蛋白及其编码基因与应用
本专利技术涉及一种与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
玉米茎腐病是世界各玉米产区普遍发生的重要土传病害，玉米进入乳熟期，整株叶片突然出现青灰色干枯，根部、茎基部呈现水渍状腐烂，致早枯，影响灌浆，降低千粒重。除了导致产量降低外，茎腐病还造成玉米倒伏，影响收获，同时对籽粒品质也有一定程度的影响。玉米茎腐病病原比较复杂，病原菌的种类及优势小种问题，国内外报道不尽一致，我国主要的致病菌是禾谷镰刀菌（FusariumgraminearumSchw.）和肿囊腐霉菌（PythiuminflatumMatth.）（龚士琛，闫漱琴，张瑞英等.玉米抗茎腐病育种研究进展.黑龙江农业科学，2004（4）：28-30.）。禾谷镰刀菌的腐生菌丝体及厚壁孢子在作物残茬上越冬，在玉米播后至抽雄吐丝期不断由根系侵入，病菌在植株体内蔓延扩展，玉米乳熟期达显症高峰，高温、高湿利于发病。目前在我国，玉米茎腐病已经发展为玉米生产中的第一大病害。江苏、河南、山东、四川和广西均有发生。近年四川省、河南省新乡地区发病严重。黄淮地区由于秋涝严重，造成茎腐病发病严重，给当地造成严重损失。经调查一般年份发病率10%～20%，个别年份和地区可达70%以上，减产25%～30%，重者甚至绝收。由于玉米茎腐病性状极为复杂，受环境影响很大，从而导致抗性测定的误差增大，因此，开展对玉米茎腐病的遗传基础研究相当困难。鉴于玉米茎腐病对经济和生态都有很重要的影响，培育抗病品种成为控制病害流行的有效手段。玉米对茎腐病的抗性遗传机制，有两种不同的看法。一种认为玉米对茎腐病的抗性是数量性状，由一个主效基因与多个微效基因共同控制或由多个微效基因控制。Kappelman和Thompson（KappelmanAJ，ThompsonDL.InheritanceofresistancetoDiplodiastalk-rotincorn.CropSci.1966（6）：288-290.）研究结果表明，玉米对茎腐病的抗性受少数基因控制，加性效应和显性效应均起作用。Pè等（PèME,GianfranceschiL,TaraminoG,etal.Mappingquantitativetraitloci(QTLs)forresistancetoGibberellazeaeinfectioninmaize.MolGenGenet.1993(241):11-16）利用高抗茎腐病自交系B87和高感自交系33-16组配了150个F2：3家系，接种禾谷镰刀菌后对性状进行鉴定和分析，定位了5个抗禾谷镰刀菌茎腐病的QTL位点，分别位于第1、3、4、5和10号染色体上。杨琴、张东峰等（杨琴.玉米抗禾谷镰刀菌茎腐病主效QTL的精细定位及克隆：[博士学位论文].北京：中国农业大学，2010）利用高抗玉米茎腐病自交系1145和高感自交系黄331组配后代群体，经接种禾谷镰刀菌后进行性状鉴定及分析，定位了2个QTL位点，分别位于1和10号染色体上。也有人认为玉米对茎腐病的抗性可能受一对完全显性单基因控制。一个抗禾谷镰刀菌茎腐病的单基因被定为在第6号染色体分子标记mmc0241和bnl3.03之间，遗传距离为5.0cM（YangDE,ZhangCL,ZhangDS,JinDM,WengML,ChenSJ,NguyenH,WangBGeneticanalysisandmolecularmappingofmaize(ZeamaysL.)stalkrotresistantgeneRfg1.TheorApplGenet.2004(108):706-711）。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的蛋白及其编码基因与应用。本专利技术所提供的与抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的蛋白，名称为ZmCCT，来源于高抗禾谷镰刀菌茎腐病的玉米（ZeamaysL.）自交系品种1145，具体是如下（a）或（b）的蛋白质：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的由序列1衍生的蛋白质。序列表中序列1由238个氨基酸残基组成。为了便于ZmCCT蛋白的纯化，可在由序列表中序列1的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如下表所示的标签。表：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上述（a）中的ZmCCT蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述（b）中的ZmCCT蛋白的编码基因可通过将序列表中序列2所示的DNA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′端连上上表所示的标签的编码序列得到。上述（b）中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。编码所述ZmCCT蛋白的核酸分子也属于本专利技术的保护范围。所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA、hnRNA或tRNA等。在本专利技术的一个实施例中，所述核酸分子具体为编码所述ZmCCT蛋白的基因（命名为ZmCCT）；所述ZmCCT基因是如下1）至5）中任一所述的DNA分子：1）编码序列为序列表中序列2所示的DNA分子；2）序列表中序列2所示的DNA分子；3）序列表中序列3的第5136-7682位所示的DNA分子；4）在严格条件下与1）-3）中任一限定的DNA分子杂交且编码所述ZmCCT蛋白的DNA分子；5）与1）-4）中任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且编码所述ZmCCT蛋白的DNA分子。上述严格条件可为用6×SSC，0.5%SDS的溶液，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1%SDS和1×SSC，0.1%SDS各洗膜一次。其中，序列表中的序列2由717个核苷酸组成，其开放阅读框架（ORF）为自5′末端第1-717位核苷酸，编码序列表中序列1所示的蛋白质（ZmCCT蛋白）。序列3由8147个核苷酸组成，第1-5135位为启动子序列；第5136-7682位为所述ZmCCT基因的基因组序列（第5136-5609位为第一外显子序列，第7440-7682位为第二外显子序列，第5610-7439位为内含子序列）；第7683-8147位为非翻译区序列。整个序列3所示核苷酸序列组成的DNA片段也属于本专利技术的保护范围。含有上述核酸分子或所述DNA片段的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌也属于本专利技术的保护范围。所述重组载体可为重组表达载体，也可为重组克隆载体。所述重组表达载体为表达所述ZmCCT基因的载体，可用现有的表达载体构建。所述表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端。使用所述基因构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、本文档来自技高网...

【技术保护点】
蛋白质，是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗禾谷镰刀菌茎腐病相关的由序列1衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.蛋白质或核酸分子或DNA片段或重组载体或表达盒或重组菌在如下a1)或a2)中的应用：a1)调控植物抗禾谷镰刀菌茎腐病能力；a2)选育抗禾谷镰刀菌茎腐病能力提高的植物品种；所述蛋白质是由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；所述核酸分子是编码所述蛋白质的核酸分子；所述DNA片段的核苷酸序列为序列表中序列3；所述重组载体为含有所述核酸分子或所述DNA片段的重组载体；所述表达盒为含有所述核酸分子或所述DNA片段的表达盒；所述重组菌为含有所述核酸分子或所述DNA片段的重组菌。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述核酸分子是编码所述蛋白质的基因；所述基因是如下1)或2)所述的DNA分子：1)序列表中序列2所示的DNA分子；2)序列表中序列3的第5136-7682位所示的DNA分子。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述重组载体为重组表达载体或重组克隆载体；所述重组表达载体中启动所述基因转录的启动子的核苷酸序列为序列3的第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明良，杨琴，王超，张东峰，郭延玲，叶建荣，刘永杰，尹光明，李懿璞，张楠，陈绍江，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11