本发明专利技术公开了一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1，为由SEQ ID NO2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或将SEQ ID NO2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/或添加且蛋白仍具有抗镰孢菌枯萎病性能的衍生蛋白质。并公开其编码基因及在抗镰孢菌枯萎病上的应用。本发明专利技术首次公开了在普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病反应中发挥重要作用的PvMES1蛋白。其编码基因过表达的植株对镰孢菌枯萎病原菌抗病性显著增强，当接种病原菌后该基因表达量最高达13.6倍,而该基因沉默植株接种病原菌后基因表达量最低降至0.48倍，植株抗病性显著降低。本发明专利技术为植物镰孢菌枯萎病抗病分子育种提供了有效方法。
【技术实现步骤摘要】
普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1、编码基因及应用
本专利技术涉及普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1、编码基因及其应用。
技术介绍
作物病害是导致农作物减产的重要原因之一，减少病害的损失是增加粮食与饲料作物产量的重要途径。尖镰孢菌菜豆专化型(Fusariumoxysporumf.spphaseoli)是一种普通菜豆常见土传性病害病原菌，在中国广大菜豆种植区危害非常严重。菜豆镰孢菌枯萎病是普通菜豆维管束类病害的一种，是由尖镰孢菌菜豆转化型引起的典型土传真菌病害，在适宜的发病年份和地区，给菜豆生产带来很大危害。该病原菌已经在全世界很多菜豆种植地区都有发现，主要危害菜豆的根、茎及叶片，发病叶片迅速枯萎变黄，脱落，植株最终死亡。菜豆镰孢菌枯萎病首次报道于美国，其主要发生于中部高原及西部地区(Harter,1929)。该病在我国北方俗称死秧，各地露地和保护地栽培中均可发生，发病后死苗在30～50％以上，严重时甚至达90％，给菜豆生产带来严重威胁(杜永刚&李昶，2008)。普通菜豆(PhaseolusvulgarisL.)是最重要的食用豆类之一，约占全球食用豆类总产量的50％，是全球产量最高的食用豆类(Phillipetal.,2004)。普通菜豆是人类饮食中植物蛋白质(约22％)，维生素(叶酸)和矿物质(钙，铜，铁，镁，锰，锌)的重要来源(Broughtonetal.,2003)，此外食用普通菜豆对癌症、糖尿病和心脏病等影响人类健康的重要疾病也有很好的预防和治疗作用(Hangen&Bennink,2003)。水杨酸(SA)是一种小分子酚类次生代谢物，它是许多植物免疫系统中重要内源信号分子(Vlotetal.,2009)，涉及并参与植物的过敏反应(Hypersensitivereaction，HR)和系统获得抗性(Systemicacquiredresistance，SAR)反应，在植物的抗病反应中起到关键作用(Durrant&Dong,2004；Kumaretal.,2012)，见图1。病原菌的浸染不仅能够导致植物被侵染部位SA的积累，同样在未侵染的部位也积累了大量的SA，从而诱导SAR的产生(Malamyetal.,1990；Métrauxetal.,1990)，因此SA表现出对植物抗病性的调节作用在很久前就已经吸引了科学家的关注。SA与植物镰孢菌枯萎病的抗病性存在着密切的联系。拟南芥(Edgaretal.,2006)，番茄(Mandaletal.,2009)，海枣(Dihazietal.,2011)，鹰嘴豆(Gayatridevietal.,2012)，普通菜豆(Xueetal.,2013)等，对F.oxysporum的抗性受外源SA诱导均显著提高。Mandal等(2009)研究表明，SA处理番茄植株的叶片，能够显著地提高植株根中内源SA的含量，增强苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanineaminotransferase，PAL)和过氧化物酶(Peroxidase，POX)活性，从而显著增强番茄对Fusariumoxysporumf.sp.lycopersici的抗性；Dihazi等(2011)研究表明，SA处理海枣植株，海枣根中黄酮类化合物和可溶性蛋白质的含量、过氧化物酶活性均显著升高，并且通过电子显微镜观察发现，SA诱导根细胞间隙沉淀大量致密电子层，阻止病原菌的侵染，提高海枣对Fusariumoxysporumf.sp.albedinis的抗性；Gayatridevi等(2012)证明SA作为过氧化氢酶同工酶的调控因子，能够激发鹰嘴豆对F.oxysporumf.sp.ciceri的系统抗性。Xue等(2014)证明SA具有增强普通菜豆对F.oxysporumf.sp.phaseoli抗性的作用。SA既然是许多种植物防御系统中重要的信号分子，那么在植物体内直接影响SA水平的调节因子就必然与植物的抗病性存在密切的联系，SA结合蛋白2(SA-bindingprotein2，SABP2)就是这样一类直接参与调控植物体内SA水平的蛋白。SABP2具有水杨酰甲酯酯酶(Methylsalicylateesterase，MES)活性，在植物体内将水杨酰甲酯(methylsalicylate，MeSA)转化成游离SA，提高植物体内SA水平，对植物激发系统抗性具有极其关键的作用(Parketal.,2007；Vlotetal.,2009；Liuetal.,2011)。在植物细胞中MeSA是SA稳定的的无活性衍生物，是植物体内SA主要的运输形式，可经植物韧皮部从病原菌感染位点运送到效应部位(远端组织)。国外学者已证明，植物遭受病原菌侵袭后应激产生一些SA信号分子，在SA甲基转移酶(SAmethyltransferase)作用下生成MeSA，MeSA对SA水解酶不敏感(SA易受SA水解酶降解)，故可作为可移动的SAR信号，从病原菌感染的局部位点运送到植物远端组织，以激发起全植株水平的抵御病原菌的抗性(Parketal.,2007；Vlotetal.,2009；Liuetal.,2011)。因此SABP2，即MES，对于调控植物细胞内SA水平和建立植物抵御病原物侵染的抗性反应，均是必不可少的调控因子。目前关于MES基因的研究主要集中于烟草(Kumar&Klessig,2003)、拟南芥(Vlotetal.,2008)和马铃薯(Manosalvaetal.,2010)等模式植物，受限于相关基因组学信息的匮乏，对普通菜豆等豆科植物MES基因家族的研究却鲜有报道。因此分离及应用普通菜豆MES基因，对于理解普通菜豆枯萎病的抗病机制，提升我国普通菜豆抗病育种水平都具有非常重要意义。
技术实现思路
1、专利技术目的。本专利技术提出了一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1及其编码基因。2、本专利技术所采用的技术方案。一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1，为如下(a)或(b)所示的蛋白：(a)由SEQIDNO2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQIDNO2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/或添加且蛋白仍具有抗镰孢菌枯萎病性能的由(a)衍生的蛋白质。PvMES1蛋白质序列包括277个氨基酸，理论蛋白分子质量为30.99kDa，等电点为8.70。该蛋白包含3个活性位点(Ser102,His227,andAsp255)，共同组成具有水解MeSA活性的结构域。为了使(a)中的蛋白便于纯化，在(a)所示的蛋白的N端或C端连接上如表1所示的标签表1.标签的序列标签残基序列Poly-Arg5个RRRRRPoly-His6个HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述(a)或(b)中的蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的蛋白的编码基因可通过将序列表中序列1的自5′端第49至882位碱基所示的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′端连上表1所示的标签的编码序列得到。上述的抗病相关蛋白本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1，为如下(a)或(b)所示的蛋白：(a)由SEQ ID NO2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQ ID NO2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/或添加且蛋白仍具有抗镰孢菌枯萎病性能的由(a)衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.一种普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1，为如下(a)或(b)所示的蛋白：(a)由SEQIDNO2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQIDNO2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/或添加且蛋白仍具有抗镰孢菌枯萎病性能的由(a)衍生的蛋白质。2.根据权利要求1所述的普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关蛋白PvMES1，其特征在于：在(a)所示的蛋白的N端或C端连接上如表1所示的标签表1.标签的序列标签残基序列Poly-Arg5个RRRRRPoly-His6个HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL3.权利要求1所述的抗病相关蛋白PvMES1编码基因，为如下1)、2)、3)或4)的基因：1)其核苷酸序列是SEQIDNO1的自5＇末端第49-882位脱氧核糖核苷酸所示的DNA分子；2)其核苷酸序列...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛仁风，丰明，陈剑，赵阳，王英杰，李韬，庄艳，葛维德，
申请(专利权)人：辽宁省农业科学院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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