一种与植物抗逆性相关的GmSIZ1a/b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植物抗逆性相关的蛋白GmSIZ1a/b及其编码基因与应用。该蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列2/4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中序列2/4所示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/或添加且与植物抗逆性相关的蛋白质。实验结果证明：抑制大豆中的GmSIZ1a/b表达的转基因株系，对大豆疫霉菌的抗性明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，具体涉及一种与植物抗逆性相关的GmSIZ1a/b蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
大豆是世界上最重要的商业作物之一，然而它却严重的感染各种病原体。大豆疫霉菌(Phytophthorasojae)属卵菌纲类导致大豆根腐病的植物病原体，成为最具破坏性的大豆病害之一，每年导致10-20亿美元的损失。大豆植株至少通过两种不同的机制抵御大豆疫霉菌：单基因(Rpsgene)介导的效应引发的免疫反应(ETI)和多基因调控的部分抗性(partialresistance)，这可能与本底防御(basaldefense)和弱的ETI相关联。目前，约有二十个Rps基因已被定位到四个染色体上。这些Rps基因中只有Rps1k，RpsYD29，Rps10和RpsJS被精细定位。然而Rps基因调控大豆抵御大豆疫霉菌的分子机制仍不清楚。由于Rps基因介导的抗大豆疫霉菌具有特异性，单一Rps基因介导的抗性只能维持大约8-15年。因此，迫切需要选育出能够维持长久抗性的大豆品种。提高大豆对疫霉菌部分抗性是一个有效途径，因为部分抗性能维持长久和广谱抗性。SUMO(smallubiquitin-relatedmodifier)化是一种蛋白质翻译后修饰，通过E1(SUMO激活酶)、E2(SUMO结合酶)、E3(SUMO连接酶)把SUMO连接到底物的赖氨酸SUMO化位点。目前研究发现SUMO化修饰与植物和病原菌的互作密切相关，但尚不清楚其是否调控植物抗疫霉病反应。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种GmSIZ1a蛋白质。上述所述的蛋白质是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中序列2所示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/或添加且与植物抗逆性相关的蛋白质。本专利技术的另一个目的是提供一种GmSIZ1b蛋白质。上述所述蛋白质是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中序列4所示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/或添加且与植物抗逆性相关的蛋白质。与上述所述蛋白质相关的生物材料也属于本专利技术的保护范围。上述所述的生物材料为下述B1)至B3)中的任一种：B1)编码上述所述蛋白的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的重组载体；B3)含有B1)所述核酸分子的重组菌、含有B2)所述重组载体的重组菌。上述生物材料中，B1)所述的编码GmSIZ1a蛋白的核酸分子如序列表中序列1的第1-2643位核苷酸分子所示；B1)所述的编码GmSIZ1b蛋白的核酸分子如序列表中序列3的第1-2640位核苷酸分子所示。本专利技术还有一个目的是提供上述所述蛋白质、或所述相关生物材料在提高植物抗逆性中的应用。上述应用中，所述抗逆性为对大豆疫霉菌的抗性。本专利技术最后一个目的是提供一种提高植物抗逆性的方法。上述所述的提高植物抗逆性的方法，包括如下步骤：抑制GmSIZ1a蛋白或GmSIZ1b蛋白的编码基因在出发植物中表达，进而使植物的抗逆性提高。上述方法中，所述抑制GmSIZ1a蛋白或GmSIZ1b蛋白的编码基因在出发植物中表达的方法为：向出发植物中导入抑制GmSIZ1a蛋白或GmSIZ1b蛋白的编码基因表达的干扰片段。上述方法中，所述干扰片段的序列如序列1第1894-2249位核苷酸分子所示。上述方法中，所述干扰片段是通过干扰载体导入的。上述方法中，所述干扰载体的构建方法，包括如下步骤：用限制性内切酶SacI和PmeI将pFGC1008酶切，取小片段，记作中间片段；将所述中间片段连接到用限制性内切酶SacI和PmeI酶切后的pCambia3300载体中，获得pCambia3300-RNAi载体；再将序列1第1894-2249位核苷酸分子所示的干扰片段通过限制性内切酶AscI/SwaI和BamHI/SpeI，正向和反向连入pCambia3300-RNAi载体中，最终获得pCambia3300-GmSIZ1RNAi重组载体，即为干扰载体。上述方法中，所述抗逆性为对大豆疫霉菌的抗性。上述方法中，所述出发植物为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物具体为大豆。序列1中第1894-2249位核苷酸分子所示的干扰片段也属于本专利技术的保护范围。本专利技术还有一个目的是提供一种干扰载体。上述所述的干扰载体的构建方法：用限制性内切酶SacI和PmeI将pFGC1008酶切，取小片段，记作中间片段；将所述中间片段连接到用限制性内切酶SacI和PmeI酶切后的pCambia3300载体中，获得pCambia3300-RNAi载体；再将序列1第1894-2249位核苷酸分子所示的干扰片段通过限制性内切酶AscI/SwaI和BamHI/SpeI，正向和反向连入pCambia3300-RNAi载体中，最终获得pCambia3300-GmSIZ1RNAi重组载体，即为干扰载体。本专利技术提供了一种与植物抗逆性相关的蛋白GmSIZ1a/b及其编码基因与应用。结果表明：蛋白GmSIZ1a/b可以调节大豆与大豆疫霉菌相互作用，并提供一种策略来提高大豆抗大豆疫霉菌的抗性。附图说明图1为大豆GmSIZ1a/b和拟南芥AtSIZ1蛋白的结构域示意图。图2为GmSIZ1a和GmSIZ1b互补拟南芥siz1-2突变体的矮化表型图。图3为GmSIZ1a/b互补siz1-2中热胁迫诱导的SUMO化修饰水平得到恢复。图4为GmSIZ1RNAi转基因植株和野生型植株的抗性检测和GmSIZ1a/b表达量检测的对比图。图5为GmSIZ1RNAi转基因植株中热胁迫诱导的SUMO化修饰水平降低表型。图6为GmSIZ1RNAi转基因植株的抗Phytophthorasojae的表型。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。本研究所用的植物材料为大豆(GlycinemaxL.Merr.Cv)，品种为中豆32，在文献“郭兵福，蒋凌雪，李脉泉，顾海蓝，金龙国，邱丽娟。不同大豆品种对触杀型除草剂的耐受性，中国油料作物学报，2012，34(5):551-555”中公开过，公众可从中国农业科学院作物科学研究所获得。大豆种子在去离子水的滤纸上萌发1天后，然后转移到土壤中，在100μmolm-2s-1的光下(16小时光本文档来自技高网...

【技术保护点】
GmSIZ1a蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中序列2所示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/或添加且与植物抗逆性相关的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.GmSIZ1a蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：
a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
b)将序列表中序列2所示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/或添加且与植物抗逆性相关的蛋白质。
2.GmSIZ1b蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：
a)由序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
b)将序列表中序列4所示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/或添加且与植物抗逆性相关的蛋白质。
3.与权利要求1和2所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B3)中的任一
种：
B1)编码权利要求1和2所述蛋白的核酸分子；
B2)含有B1)所述核酸分子的重组载体；
B3)含有B1)所述核酸分子的重组菌、含有B2)所述重组载体的重组菌。
4.根据权利要求3所述的相关生物材料，其特征在于：B1)所述编码权利要求1
的核酸分子如序列表中序列1的第1-2643位核苷酸分子所示；B1)所述编码权利要求
2的核酸分子如序列表中序列3的第1-2640位核苷酸分子所示。
5.权利要求1和2所述蛋白质、或权利要求3或4所述相关生物材料在提高植物
抗逆性中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述抗逆性为对大豆疫霉菌的抗性。
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【专利技术属性】
技术研发人员：金京波，蔡斌，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11