一种提高棉花抗黄萎病相关蛋白CkSYP71及其编码的基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种提高棉花抗黄萎病相关蛋白CkSYP71及其编码的基因和应用。本发明专利技术提供的蛋白基因CkSYP71全长序列如SEQ ID NO.1所示及其编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示氨基酸序列组成的蛋白质；本发明专利技术蛋白CkSYP71来自荒漠植物‑牛心朴子草，为植物中特有的Qc‑SNARE蛋白，转录水平分析表明CkSYP71基因同时受黄萎病菌和H2O2的诱导。转基因CkSYP71实验证明过表达CkSYP71基因的棉花植株对黄萎病抗性明显提高，从而在植物抗病过程中发挥重要的作用。 1

【技术实现步骤摘要】
一种提高棉花抗黄萎病相关蛋白CkSYP71及其编码的基因和应用
本专利技术涉及一种提高棉花抗黄萎病相关蛋白CkSYP71及其编码的基因和应用，属于植物基因工程领域。用于通过植物基因工程方法提高棉花抗病和其它有益棉花生产的农艺性状。
技术介绍
牛心朴子草是荒漠中的多年生草本药用植物，民间多用于防治农作物病虫害，用于创制绿色农药。主要化学成分有生物碱、黄酮醇类、多糖类、脂肪酸和甾醇类等，医学上有抗炎症、抗癌和抗菌作用。从牛心朴子草中分离、纯化获得多种抗病蛋白质，如CkTLP、CkChn134和CkPGIP等，不仅对多种植物真菌病害病原菌(大丽轮枝菌，尖孢镰刀菌和灰霉病菌)有抑菌活性，而且其转基因植株对于棉花黄萎病菌有明显的抗性。除此以外，拟南芥中CkSNAP33过表达也能提高植株对黄萎病抗性。因此，牛心朴子草可作为一种优质的种质资源来挖掘抗病蛋白，为培育高抗品质农作物奠定基础。SNAREs(SolubleN-ethyl-maleimidesensitivefactorattachmentproteinreceptors)能够调控物质运输、参与胞质分裂、应答环境胁迫的响应等，是介导膜融合的重要组件，在真核细胞的囊泡运输过程中起重要作用。根据氨基酸系列的保守结构域，SNARE蛋白家族可以分为四个亚族：Qa-、Qb-、Qc-和R-SNAREs。SNAREs在植物抵御生物和非生物胁迫过程中起至关重要的作用，参与了胁迫条件下植物细胞间信号传导和对病原菌抗性蛋白或相关物质的分泌。AtSYP121(PEN1)和HvSYP121(ROR2)分别参与拟南芥和大麦对白粉病菌的穿透抗性(Collins,N.C.,Thordal-Christensen,H.,Lipka,V.,Bau,S.,Kombrink,E.,Qiu,J.L.,...&Schulze-Lefert,P.(2003).SNARE-protein-mediateddiseaseresistanceattheplantcellwall.Nature,425(6961),973-977.)。AtSNAP33含有Qb-和Qc-SNARE结构域，能够与AtSYP121相互作用介导拟南芥防御响应。有研究表明病原菌侵染后，AtSNAP33表达的调节是通过依赖和不依赖SA两种途径(Wick,P.,Gansel,X.,Oulevey,C.,Page,V.,Studer,I.,Dürst,M.,&Sticher,L.(2003).Theexpressionofthet-SNAREAtSNAP33isinducedbypathogensandmechanicalstimulation.PlantPhysiology,132(1),343-351)。TaNPSN11参与囊泡介导小麦对条锈病的抗性(Wang,X.,Wang,X.,Deng,L.,Chang,H.,Dubcovsky,J.,Feng,H.,...&Kang,Z.(2014).WheatTaNPSNSNAREhomologuesareinvolvedinvesicle-mediatedresistancetostriperust(Pucciniastriiformisf.sp.tritici).Journalofexperimentalbotany,65(17),4807-4820)。在拟南芥免疫应答过程中，定位在质膜PEN1突出融合蛋白，转接蛋白SNAP33和序列紧密相关的囊泡定位VAMP721或VAMP722蛋白形成一种默认的分泌路径。研究表明NbSYP132在含抗菌PR蛋白的囊泡蛋白的胞外分泌中起作用(KaldeM,NuhseTS,FindlayK,PeckSC,2007,ThesyntaxinSYP132contributestoplantresistanceagainstbacteriaandsecretionofpathogenesis-relatedprotein1.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica.104(28):11850-5)。Qc-SNARE参与植物细胞中物质的分泌。研究表明，过表达OsSYP71，一个Qc-SNARE亚家族蛋白基因，能提高水稻对氧化胁迫耐受性和对稻瘟病的抗性(Bao,Y.M.,Sun,S.J.,Li,M.,Li,L.,Cao,W.L.,Luo,J.,...&Zhang,H.S.(2012).OverexpressionoftheQc-SNAREgeneOsSYP71enhancestolerancetooxidativestressandresistancetoriceblastinrice(OryzasativaL.).Gene,504(2),238-244)。AtSYP61，是拟南芥Qc-SNARE家族蛋白，在提高渗透胁迫耐受性和ABA调节气孔响应中起重要作用(ZhuJ,GongZ,ZhangC,SongCP,DamszB,InanG,etal.，2002,OSM1/SYP61:asyntaxinproteininArabidopsiscontrolsabscisicacid-mediatedandnon-abscisicacid-mediatedresponsestoabioticstress.PlantCell,14(12):3009-28)。本专利技术涉及一种提高棉花抗黄萎病相关蛋白CkSYP71，来源于荒漠植物-牛心朴子草的Qc-SNARE家族蛋白。植物抗病相关分子和棉花黄萎病菌处理都诱导CkSYP71基因表达。利用基因工程的方法培育转基因CkSYP71棉株，CkSYP71过表达能显著提高棉花植株对黄萎病抗性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种提高棉花抗黄萎病相关蛋白CkSYP71及其在抗棉花黄萎病方面的作用，提供了CkSYP71抗病基因工程的方法。CkSYP71基因转入植物，提高棉花对黄萎病的抗性。本专利技术不仅为研究CkSYP71在植物抗病过程中的作用奠定基础，还利用基因工程的方法提高棉花抗病的能力，提供了一个培育棉花抗病品种的新方法。本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：牛心朴子草基因CkSYP71，该基因的cDNA序列如SEQIDNO.1所示。本专利技术所述的牛心朴子草基因CkSYP71编码的抗病相关蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。含有所述的牛心朴子草基因CkSYP71的表达载体。所述的表达载体是将所述的牛心朴子草基因CkSYP71插入植物表达载体pCAMBIA1300的XbaI和SalI酶切位点所得。本专利技术所述的牛心朴子草CkSYP71的基因工程应用。本专利技术所述的牛心朴子草CkSYP71基因在通过基因工程的方法培育黄萎病抗性棉花品种。利用所述的牛心朴子草CkSYP71基因通过基因工程的方法培育抗病植物品种，通常先利用本专利技术CkSYP71基因作为目的基因构建植物表达载体，再将含CkSYP71基因的重组表达载体转化目标植物。利用本专利技术CkSYP71基因作为目的基因构建植物表达载体，其中可用花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.牛心朴子草基因CkSYP71，其特征在于，CkSYP71基因全长序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.牛心朴子草基因CkSYP71，其特征在于，CkSYP71基因全长序列如SEQIDNO.1所示。2.权利要求1所述的牛心朴子草基因CkSYP71编码的植物中特有Qc-SNARE蛋白，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。3.含有权利要求1所述的牛心朴子草基因CkSYP71的植物表达载体。4.根据权利要求3所述的表达载体，其特征在于，所述的表达载体是将所述的牛心朴子草基因CkSYP71插入植物表达载体pCAMBIA1300的XbaI和SalI酶切位点所得。5.权利要求1所述的牛心朴子草基因CkSYP71的基因工程应用。6.权利要求1所述的牛心朴子草基因CkSYP71通过基因工程方法培育棉花抗黄萎病品种的应用。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：1)提取牛心朴子草总RNA；2)克隆牛心朴子草基因CkSYP71；通过菌落原位杂交获得CkSYP71部分序列；将步骤1)获得总...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玉霞，王平，裴雅琨，孙韫，刘娜娜，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11