棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术属于农业生物技术领域，具体涉及棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13及其编码基因和应用。棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示，其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明专利技术基因GhMAPK13的表达与棉花抗黄萎病呈正相关，可通过基因工程用于选育棉花抗病品种。

Cotton Verticillium Wilt Resistance Related Protein GhMAPK13 and Its Coding Gene and Application

The invention belongs to the field of agricultural biotechnology, in particular to cotton Verticillium wilt resistance related protein GhMAPK13 and its coding gene and application. The amino acid sequence of Cotton Verticillium wilt resistance related protein GhMAPK13 is shown in SEQ ID No.1 and the nucleotide sequence of its coding gene is shown in SEQ ID No.2. The expression of the gene GhMAPK13 of the invention is positively correlated with cotton Verticillium wilt resistance, and can be used for breeding cotton disease-resistant varieties by genetic engineering.

【技术实现步骤摘要】
棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13及其编码基因和应用
本专利技术属于农业生物
，具体涉及棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13及其编码基因和应用。
技术介绍
棉花是我国重要的经济作物、重要的纺织原材料，对民生和国家发展具有重要意义，然而棉花黄萎病对我国棉花产业的健康发展造成了巨大危害。棉花黄萎病作为一种土传病害，尚无理想的防治措施，通过基因技术手段提高棉花自身抗病能力，成为重要的研究任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13。本专利技术的再一目的在于提供编码上述棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13的基因。本专利技术的再一目的在于提供含有上述编码基因的重组表达载体。本专利技术的再一目的在于提供含有上述编码基因的重组菌株。本专利技术的再一目的在于提供上述棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13的应用。本专利技术的再一目的在于提供上述编码基因的应用。本专利技术的棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13，其氨基酸序列如SEQIDNo.1所示：本专利技术的蛋白GhMAPK13属于丝裂原活蛋白激酶。本专利技术提供的棉花抗黄萎病相关基因GhMAPK13，其核苷酸序列如SEQIDNo.2所示：ATGGAGAATGAAGGAACGGCGATTGATCTCAGAGGGACCCCAACCTACGATGGCAGATATGTACGTTACAACATCTTAGGTAACATCTTCGAAGTCTCTTCCAAATATGTTCCTCCTATTCAGCCTGTTGGTCGTGGCGCTTACGGCATCGTCTGCTGTGCCACAAATTCCGAGACAAAGGAAGAGGTTGCAATAAAAAAGATTGCGAATGCATTCGACAACAGGATTGATGCTAAAAGAACACTCCGTGAGATCAAGCTCCTCTGTCACATGGATCATGATAATATTATCAAAATCAAGGACATAATAATCCCGCCAGAGAAGGAAAAGTTCAATGATGTTTACATTGCATATGAGCTAATGGACACTGATCTGCATCAGATAATACGGTCTAGCCAGGCTCTCACTGATGATCACTGTCAGTATTTCTTATATCAACTGTTGCGGGGTCTTAAGTACATACACTCGGCAAATGTTCTGCATCGCGACCTAAAACCTAGCAACCTGCTTCTCAATGCAAACTGTGATCTCAAAATTTGTGACTTTGGTCTTGCAAGAACCACCTCAGAGACAGACTTCATGACCGAGTATGTTGTAACCAGATGGTATCGAGCCCCTGAATTGCTTCTCAATTGTTCAGAGTATACTGCTGCTATCGATATCTGGTCAGTTGGTTGTATTCTAATGGAGATAATTAGAAGGGAGCCATTTTTCTCTGGTAAAGATTATGTTCAGCAGTTGGGGCTTATTACTCAGCTACTAGGGTCGCCAGAAGATTCGGATCTCGGATTCCTTAGGAGCGACAATGCTCGAAAGTATGTTAAGCAGCTTCCTCATTTCCCTAAGCAACCTTTTGCTGAAAAGTTTCCAGACGTATCTCCTGTGGCAATTGACCTTGCAGAAAAAATGCTGGTTTTTGATCCAAGCAAGCGTATCACTGAAACATCTGTTTTGTATGATGCATGTAAAGTTGAGGAAGCGCTGAATCACCCATATTTGTCAAGTCTTCATGAAATCAATGAAGAGCCCACTTGTCCATCTCCTTTCGTCTTCGATTTTGAGCAGATGACCTTGAACGAAGAAGACATAAAAGAGCTAATATGGAGGGAGTCTTTGAATTTCAATCAAGATAAGATGCCGGAATGA本专利技术提供了包含上述基因的重组表达载体和重组菌株。本专利技术还提供了棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13及其编码蛋白的应用。棉花接种病原菌后，本专利技术蛋白GhMAPK13在棉花体内表达上调，表明病原菌胁迫激活了GhMAPK13的表达；激素(茉莉酸、乙烯、水杨酸和过氧化氢)处理棉花后，GhMAPK13的表达发生了改变，表明GhMAPK13受激素的调控。通过蛋白质修饰组检测，蛋白GhMAPK13的第195位的苏氨酸(Thr，T)和第197位的酪氨酸(Tyr，Y)在接种病原菌后发生了磷酸化修饰。本专利技术构建了基因GhMAPK13的沉默载体，利用病毒介导的基因沉默技术，抑制了GhMAPK13在棉花中的表达。对基因沉默植株接种棉花黄萎病病原菌Vd080孢子悬浮液后，沉默植物表现更感病，通过机理研究发现，沉默植株中木质部和胼胝质的合成下降，ROS减少，部分防御基因的下调。因此，本专利技术基因GhMAPK13与棉花抗黄萎病呈正相关，基因GhMAPK13可应用于棉花抗病育种中。附图说明图1显示病原菌胁迫下基因GhMAPK13在抗病品种、感病品种中的表达情况；图2显示激素处理后GhMAPK13在抗病品种中的表达情况；图3显示激素处理后GhMAPK13在感病品种中的表达情况；图4显示基因沉默后的棉花叶片的白化现象及发病情况；图5显示基因沉默后植株木质部的积累情况；图6显示基因沉默后植株叶片胼胝质的积累情况；图7显示基因沉默后植株叶片活性氧爆发情况；图8显示病菌处理后植株中相关防御基因的相对表达量的变化情况。具体实施方式实施例1获取棉花基因AtMAPK13以抗病品种中植棉2号和感病品种冀棉11号为植物材料，接种棉花黄萎病病原菌Vd080后，提取棉花全蛋白，以不接种病原菌的棉花为空白对照。利用胰蛋白酶对提取的全蛋白质进行酶解，利用金属氧化物TiO2对磷酸基团的亲和能力实现对含有丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、酪氨酸(Y)的磷酸化肽段进行富集，进行液质连用/质谱(LC-MS/MS)蛋白质定量方法，实现大规模蛋白质磷酸化修饰的定量分析，根据定量分析结果进行生物信息学分析。结果显示在抗病和感病品种中同时发生磷酸化修饰的蛋白共有243个，筛选得到氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的蛋白GhMAPK13。实施例2病原菌和激素处理后棉花中GhMAPK13的表达在蛭石沙土纸钵中种植棉花抗病品种中植棉2号和感病品种冀棉11号，伤根后接种Vd080孢子悬浮液，不同时间段提取根部RNA。用0.5mM的过氧化氢(H2O2)、0.1mM的水杨酸(SA)，0.15mM的茉莉酸甲酯(JA)和1mM的乙烯(ET)喷施到叶面滴水为止，不同时间段提取根部RNA。根据GhMAPK13的基因序列和CDS序列设计其荧光定量的引物为：GhMAPK-F:ATGAAGGAACGGCGATTGAT，GhMAPK-R:CCAACAGGCTGAATAGGAGGA。检测在病原菌和激素处理后，GhMAPK13的表达情况。如图1所示，在抗病品种中，接种病原菌后GhMAPK13的表达量在所有时间段均上调表达，然而除第24h外，其他时间段处理与对照的差异并不显著。在感病品种中，接种病原菌初期，GhMAPK13的表达受到极显著抑制，在抗病的关键时间段，其表达极显著高于对照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

【技术特征摘要】
2018.12.10 CN 20181150712051.棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNo.1所示。2.棉花抗黄萎病相关基因GhMAPK13，其特征在于，其编码权利要求1所述的棉花抗黄萎病相关蛋白GhMAPK13。3.根据权利要求2所述的棉花抗黄萎病相关基因GhMAPK13，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDN...

【专利技术属性】
技术研发人员：周京龙，朱荷琴，冯鸿杰，冯自力，魏锋，师勇强，赵丽红，袁媛，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41