漾濞大泡核桃类萌发素蛋白基因JsGLP1及应用制造技术

技术编号:11979612 阅读:72 留言:0更新日期:2015-09-02 10:07
本发明专利技术公开了漾濞大泡核桃类萌发素蛋白基因JsGLP1及应用,JsGLP1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示,编码类萌发素蛋白,本发明专利技术通过功能基因组学相关技术研究证实JsGLP1基因具有提高植物抗真菌侵染的功能,将本发明专利技术抗真菌JsGLP1基因构建到植物表达载体上并转入烟草中过量表达,转基因烟草植株具有很强的体外抗真菌活性;JsGLP1超表达的转基因烟草对核盘菌、串珠状赤霉菌、胶孢炭疽菌以及尖孢镰刀菌的生长具有明显的抑制作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子生物学以及基因工程相关技术研宄领域,特别是具有抗真菌活性 的漾濞大泡核桃类萌发素蛋白基因及应用。
技术介绍
植物在整个生长发育过程中会时刻受到外界环境信号的调控,遭遇各种逆境胁 迫,从而产生各种病害症状,影响植物的生长发育,在众多的植物病害中,真菌病害是最重 要的一类,其发病率极高,且大规模发生时导致农作物减产甚至死亡。传统控制真菌病害的 方法主要是选育抗性新品种、采用合理的耕作制度和使用化学农药,这些方法虽然取得了 一定成效,但均不能从根本上解决真菌病害问题。近年来,随着分子生物学和生物技术的快 速发展,利用基因工程方法培育抗真菌病害的新品种取得了一定成效,有望从根本上解决 真菌病害问题。 类萌发素蛋白(Germin-like proteins,GLPs)是植物中普遍存在的一类可溶 性糖蛋白,与小麦aesiira?)萌发素(germin)序列高度相似,通过离子键结 合以糖蛋白的形式存在于细胞外基质中,大多数GLPs为非常稳定的低聚物(Bernier F, Berna A. Germins and germin-like proteins: Plant do-all proteins. But what do they do exactly Plant Physiology and Biochemistry, 2001, 39: 545-554; Lane BG. Oxalate, germins,and higher-plant pathogens. IUBMB life, 2002,539: 67-75.)〇 GLPs 最初在小麦中发现(Dunwell JM,Gibbings JG,Mahmood T,et al. Germin and germin-like proteins: evolution, structure, and function. Critical Reviews in Plant Sciences,2008,27: 342-375·)。在结构上,GLPs 和 germin 均含有一个"cupin" 蛋白结构域,三维结构具有β-折叠桶状结构,共同属于一个功能多样化的超家族,SP cupin超家族。目前根据功能的差异将植物的GLPs分为3个亚类:第1亚类为真萌发素 (true gennin),主要包括小麦、大麦的萌发素及一些其他谷类植物的GLPs,它们具有SOD 和0X0的双重活性;第2亚类的GLPs主要是来自于除小麦和大麦之外的其他禾谷类、裸子 植物和茄科植物等,这一亚类主要与植物耐氧化胁迫有直接关系,并与锰超氧化物歧化酶 (MnSOD)极其相似;第3亚类的GLPs主要包括与生长素代谢相关的一些调节蛋白,它们与 植物的生理节律和花期诱导功能有关(Khuri S,Bakker FT,Dunwell JM. Phylogeny, function, and evolution of the cupins, a structurally conserved, functionally diverse superfamily of proteins. Molecular Biology and Evolution, 2001, 318: 593-605.)。 GLPs是一种多功能蛋白,主要以酶、受体和结构蛋白的形式参与多种生理生 化过程。其中,酶主要包括超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,S0D)、草酸盐 氧化酶(oxalate oxidase,0X0)、ADP葡萄糖焦磷酸酶/磷酸二醋酶(ADP glucose pyrophosphatase/phosphodiesterase,AGPPase),受体如雄激素结合蛋白(androgen binding protein,ABP19/20)激素受体、Rhicadhesins 受体等^ 0X0 和 SOD 能催化产生 H2O2,而H2O2迅速积累导致植物细胞壁结构的增强,触发脂质过氧化反应,乙烯的合成,并 激活程序性细胞死亡(programmed cell death,PO)),同时H2O2能够诱导防御基因表达, 从而提高植物的抗病性(Dunwell JM, Gibbings JG, Mahmood T, et al. Germin and germin-like proteins: evolution, structure, and function. Critical Reviews in Plant Sciences, 2008, 27: 342-375·)。另外,GLPs还可作为一种信号分子,直接或间 接诱导防御反应。从烟草iaAacw?)中分离纯化得到的水杨酸结合蛋白,经鉴 定确认该蛋白与H 2O2酶十分相似,并具有H2O2酶活性,水杨酸在植物体内通过与H 2O2酶结 合来抑制H2O2酶的活性,使植物内GLPs催化草酸氧化产生的H 2O2迅速增加,由于H2O2能 够诱导与抗性有关的基因表达,从而使植物产生抗性(Chen Z,Silva H,Klessiq DF. Active oxygen species in the induction of plant systemic acquired resistance by salicylic acid. Science, 1993,262: 1883-1886·)。因此 GLPs 在植物的防御反应中具 有重要作用。 GLPs的表达在不同的组织和不同发育阶段差异较大。Godfrey等人在葡萄 hfli/era)中发现7个GLPs基因,这些GLPs的ORF所编码蛋白长度从207-205个氨基酸残 基不等,并且包含不同的GLP特征结构域。和 在葡萄叶和浆果(包括果皮和 果肉)中有表达;和分别只在根和成熟之前的浆果中表达;KWZ/y、KWZ/V、 在所有的组织中都表达。白粉病菌(iZrpiMeflecaior)侵染迅速诱导衆果和叶片 中和的表达,相对地,白粉病菌侵染的浆果中和发病叶中的 表达量都显著减少,的表达却基本不受白粉病菌侵染的影响。勺表达受凡 flecaior侵染的诱导,并具有SOD活性。峨江百合(Zi/ia? regah Wilson) 基因在 正常生长发育的根中有一定量的表达,而在茎和叶中几乎检测不到表达量,水杨酸、茉莉酸 以及H2O2处理均不同程度抑制的转录水平,但乙烯处理能明显上调的表达 (刘亚龙,李红丽,刘迪秋等.岷江百合类萌发素蛋白基因的克隆及表达谱分析。 植物生理学报,2013,10: 1063-1070·)。 GLPs 是病程相关蛋白(pathogenesis-related protein, PR)家族的一员,病原 体或其他外界因子的刺激能够诱导其表达,使其在植物防卫反应中发挥重要作用。 是从抗根结线虫甜菜中分离的1个GLP基因,的异源超量表达显著提高了转 基因拟南芥对轮枝抱菌FeriiciBioiofe1)和立枯丝核菌(TPAizocioflia 的抗性(Knecht K, Seyffarth M, Desel C, et al. Expression of BvGLP-I encoding a g本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种漾濞大泡核桃类萌发素蛋白基因JsGLP1,其特征在于:其核苷酸序列如SEQ ID NO:1 所示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘迪秋陈瑞葛锋陈朝银韩青
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:云南;53

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