植物来源分子、其编码遗传序列及其用途制造技术

本发明专利技术提供编码植物花防御素样分子的遗传分子及其在产生对植物害虫包括昆虫、微生物、真菌和／或病毒具有抗性、或至少敏感性下降的转基因植物中的用途。本发明专利技术另外提供花和种子来源的防御素在产生昆虫抗性植物中的用途。该植物可能是单子叶植物或双子叶植物，特别是作物和观赏花卉类植物。该遗传分子还用于产生重组防御素样分子，用于局部施用的组合物，以预防或者延迟植物害虫侵染。本发明专利技术的花防御素样分子或其编码遗传分子可单独使用，或与其它物质例如蛋白酶抑制因子前体或其编码核酸分子、或者其它分子或其编码核苷酸序列联合使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供编码植物花防御素样分子的遗传分子及其在产生对植物害虫包括昆虫、微生物、真菌和/或病毒具有抗性、或至少敏感性下降的转基因植物中的用途。本专利技术另外提供花和种子来源的防御素在产生昆虫抗性植物中的用途。该植物可能是单子叶植物或双子叶植物，特别是作物植物和观赏花卉类植物。该遗传分子还用于产生重组防御素样分子，用于局部施用的组合物，以预防或者防止植物的害虫侵染。本专利技术的花防御素样分子或其编码遗传分子可单独使用，或与其它物质例如蛋白酶抑制因子前体或其编码核酸分子、或者其它分子或其编码核苷酸序列联合使用。
技术介绍
本说明书参考的任何现有技术不是也不应视为认可或任何形式的暗示，该现有技术构成澳大利亚或任何其它国家普通常识的一部分。重组DNA技术日臻完善，极大促进了农业生产的研究和开发。园艺领域，包括作物研究领域尤其如此。开发除草剂抗性植物和病原体抗性植物尤为重要。已经采用了许多方法诱导植物的除草剂抗性。例如，在植物中表达失活或中和除草剂活性组分的酶的编码基因。虽然该方法取得了一些成功，但它只是作物和作物产品获得最高产量以及从农艺和园艺产业的其它活动中获得最大回报的多学科、多策略方法的一个部分。农艺和园艺产业面临的主要困难之一是控制昆虫及其它病原体的植物侵染。昆虫及其它病原体每年造成数百万吨的产量损失。尽管成功使用杀虫剂及其它抗病原性化学试剂，但连续使用化学试剂控制植物害虫存在一系列环境和管理问题。此外，化学农药使用增多正在产生选择性压力，使害虫群体出现抗性。显然需要进一步研究诱导植物对病原体(例如昆虫、微生物、真菌、蜘蛛类和病毒)抗性的选择性机制。已经采用了许多遗传方法进行试验。虽然取得了一些成功，开发新的、其它的遗传方法，与抗性难题作斗争仍很重要。已建议的方法使用一组通称为″防御素″(defensins)的蛋白质。防御素以前称为γ-硫素(thionins)，其结构上不同于α-和β-硫素家族。迄今分离和研究的大多数防御素来自种子，特别是萝卜(Raphanus sativus)及其它十字花科(Brassicaceae)家族成员的种子。种子防御素是小(～5kDa)骨架、富含半胱氨酸的蛋白质，许多具有抗真菌活性。前几年从茄科(solanaceous)植物和拟南芥(Arabidopsis)的花器中分离了几种编码种子防御素相关蛋白质的cDNA克隆。与种子防御素不同，花防御素由除防御素结构域之外还有酸性C端结构域的前体蛋白质生成。该酸性结构域的作用未知。除了高度保守的8个半胱氨酸残基以外，该防御素结构域几乎没有序列与种子来源的防御素相同。尽管分离了几种编码花防御素的cDNA，但尚未分离相应的蛋白质，也未研究其生物学功能。本专利技术人从观赏性烟草植物花烟草(Nicotiana alata)中分离了cDNA及其对应的花防御素。已经确定该防御素前体经蛋白水解加工，从酸性C端结构域释放成熟的防御素。根据本专利技术，本专利技术人确定，花防御素具有用于防止植物害虫攻击或侵染的有用特性。另外证明花烟草的花防御素控制昆虫攻击特别有效。本专利技术还提供了种子和已知的花防御素在控制植物害虫侵染中的新用途。专利技术概述贯穿本说明书，除非上下文需要，否则单词包含(comprise)或其变体(例如comprises或comprising)应当理解为，是指包含所述成分或整体、或者成分或整体组，而不排除任何其它的成分或整体、或者成分或整体组。通过序列识别编号(SEQ ID NO)提及核苷酸和氨基酸序列。SEQID NOs以数字对应序列标识符<400>1、<400>2等。于权利要求书之后提供序列表。本专利技术一般涉及单独或与其它遗传分子联合的遗传分子，及其在诱导植物或植物部分对病原体侵染(例如但不限于昆虫侵染)的抗性中的用途。更特别而言，本专利技术提供了编码防御素样分子的遗传分子，单独的或与编码蛋白酶抑制因子或其前体的遗传分子或其它活性分子联合，以防止植物中昆虫、微生物、真菌、蜘蛛类或病毒的攻击或其它形式的侵染。本专利技术另外包括包含单独的或与蛋白酶抑制因子或其前体或其它活性分子联合的防御素样分子的组合物，用于局部施用给植物或植物部分，以有助于控制植物的昆虫、微生物、真菌、蜘蛛类或病毒的侵染。本专利技术进一步包含该目的遗传分子在制备对昆虫、微生物、真菌、蜘蛛类或病毒的攻击或其它形式的侵染具有抗性或至少敏感性降低的转基因植物中的用途。该防御素分子也可能用作携带异源氨基酸序列的分子构架，该处的分子折叠改变为更具活跃的形式。本专利技术进一步包括包含天然结合该防御素样分子编码基因的启动子和/或其它调节序列的遗传构建体。该启动子和/或其它调节序列可能可操作性地连接编码防御素样蛋白质的cDNA分子，或者可操作性连接另一目的基因或核苷酸序列，例如但不限于编码蛋白酶抑制因子前体的基因。本专利技术还另外涉及对昆虫、微生物、真菌和/或病毒的攻击或其它形式的侵染具有抗性或至少敏感性降低的转基因植物或转基因植物的部分。特别优选的植物是粮食和非粮食作物，例如棉花植物。因此，本专利技术一方面提供包含编码多肽的、或与编码多肽的序列互补的核苷酸序列的分离的核酸分子，该多肽的前体形式包含N端信号结构域、成熟结构域以及酸性C端结构域，其中该多肽在花发育期间生成，其成熟结构域具有抗一种或多种植物害虫的活性。本专利技术另一方面涉及包含编码多肽的、或与编码多肽的序列互补的核苷酸序列的分离的核酸分子，该多肽的前体形式包含N端信号结构域、成熟结构域以及酸性C端结构域，其中该多肽在花发育期间生成，其成熟结构域包含以下结构a1a2CIa3a4a5a6a7a8a9a10a11a12CIIa13a14a15a16a17CIIIa18a19a20CIVa21a22a23a24a25a26a27a28a29CVa30a31a32a33a34a35CVIa36CVIIa37a38a39CVIII其中″a″可能相同或不同，并代表任何氨基酸残基，每个″a″的数字下标代表其在氨基酸序列中的位置，″C″代表处于罗马数字所示位置的半胱氨酸残基，其中该成熟结构域具有对抗一种或多种植物害虫的活性，附带条件是该多肽不是FST或TPP3。本专利技术另一方面包括包含编码多肽的、或与编码多肽的序列互补的核苷酸序列的分离的核酸分子，该多肽的前体形式包含N端信号结构域、成熟结构域以及酸性C端结构域，其中该多肽在花瓣和萼片的表皮层、花柱的皮层细胞以及花药的结缔组织中生成，其成熟结构域包含以下结构a1a2CIa3a4a5a6a7a8a9a10a11a12CIIa13a14a15a16a17CIIIa18a19a20CIVa21a22a23a24a25a26a27a28a29CVa30a31a32a33a34a35CVIa36CVIIa37a38a39CVIII其中″a″可能相同或不同，并代表任何氨基酸残基，每个″a″的数字下标代表其在氨基酸序列中的位置，″C″代表处于罗马数字所示位置的半胱氨酸残基，其中该成熟结构域具有对抗一种或多种植物害虫的活性，附带条件是该多肽不是FST或TPP3。本专利技术另一方面提供了包含编码多肽的、或与编码多肽的序列互补的核苷酸序列的分离的核酸分子，该多肽的前体形式包含N端信号结构域、成熟结构域以本文档来自技高网...

【技术保护点】
分离的核酸分子，其包含编码多肽的、或与编码多肽的序列互补的核苷酸序列，该多肽的前体形式包含Ｎ端信号结构域、成熟结构域以及酸性Ｃ端结构域，其中该多肽在花发育期间生成，其成熟结构域具有抗一种或多种植物害虫的活性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MA安德森，赖卓峰，RL希斯，
申请(专利权)人：赫希玛有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]