棉花抗黄萎病相关基因GhCBL3及其编码蛋白与应用制造技术

本发明专利技术公开了棉花抗黄萎病相关基因GhCBL3及其编码蛋白与应用。该蛋白质为下述任一种：B1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；B2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与B1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；B3)在B1)或B2)的N端和/或C端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质。本发明专利技术对GhCBL3基因沉默后的转基因棉花进行抗病性鉴定，结果表明转基因棉花的发病率和病情指数均显著降低，对黄萎病抗性显著增强，因此本发明专利技术的GhCBL3蛋白及其编码基因可以调控植物的抗病性，对培育抗黄萎病转基因棉花具有重要意义。要意义。

【技术实现步骤摘要】
棉花抗黄萎病相关基因GhCBL3及其编码蛋白与应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程领域中的棉花抗黄萎病相关基因GhCBL3及其编码蛋白与应用。

技术介绍

[0002]棉花是世界上重要的经济作物，棉属(Gossypium)中的陆地棉(Gossypium hirsutum L.)由于其纤维品质好、产量高、生长周期短，是目前种植最为广泛的主要栽培棉种，产量约占世界棉花总产量的95％。棉花黄萎病(Verticillium wilt)是棉花生产中最重要的病害，也是全国农业植物检疫对象之一。棉花黄萎病是由一种土传病原真菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的在棉花生产上具有毁灭性的维管束病害，严重制约棉花的生长与发育，成为世界性棉花的第一病害，被称作棉花的“癌症”。迄今为止，棉花黄萎病还不能有效地在陆地棉中被控制，高抗黄萎病的陆地棉品种目前仍难以获得。多年的实践证明，发掘抗病基因、认识棉花对黄萎病的反应机制，加速棉花抗黄萎病育种进程，进而提高棉花的抗病性，已成为棉花抗黄萎病育种工作的主要途径。
[0003]随着分子生物学的快速发展，人们对于植物生物胁迫响应分子机制的认识逐渐加深。作为植物体中普遍存在的第二信使，Ca
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参与调控植物的生长发育和多逆境胁迫响应。研究表明，逆境胁迫作用于植物细胞，首先引发细胞内钙离子浓度的改变，Ca
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浓度在时空上出现特异性的变化，这种变化会被相应的Ca
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感受器所感知，进一步将信号传递给下游的靶蛋白，从而引发细胞内一系列的生理生化反应来响应逆境胁迫。目前，植物中发现的Ca
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受体蛋白主要分为三类：钙调蛋白(calmodulin，CaM)、类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B－like proteins，CBL)和钙依赖蛋白激酶(calcium－dependent protein kinase，CDPK)。其中一种植物所特有的Ca
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受体蛋白——钙调磷酸酶B类似蛋白(CBL)，能够通过与其作用的蛋白传导信号，调控下游早期响应基因的表达。CBL型钙感受器是仅存在于植物中与动物钙调磷酸酶B亚基(CNB)及中枢神经钙感受器(NCS)极其相似的小分子蛋白，即CBL或CBL钙感受器。CBL感受器与其相互作用的蛋白激酶CIPK构成CBL
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CIPK信号系统来调节响应钙信号并调节下游基因的表达。在双子叶植物拟南芥和单子叶植物水稻、玉米基因组中，CBL基因家族均含有10个成员，这10个CBL基因在编码区均含有6或7个内含子，其中4个内含子在这10个基因编码区中的位置和排列顺序高度保守。目前，有关CBL基因的研究多集中在植物应答干旱、盐、碱、低温等逆境胁迫，但对于在棉花黄萎病的抗性功能方面研究尚未见报道。CBL蛋白主要由N端和C端两个球状结构域组成，每个结构域均含有一对EF手型基序，每个EF手型基序由12个氨基酸残基组成。与CaM的典型EF手型基序的氨基酸序列(DXD(N)XD(N)(S)GXI(V)D(N)(S)XXE)相比，CBL的EF手型结构存在不同程度的变异，如拟南芥CBL家族的10个成员中，AtCBL1和AtCBL9有2个典型EF手型基序，AtCBL6、AtCBL7、AtCBL8和AtCBL10只含有一个典型EF手型基序，而AtCBL2、AtCBL3、AtCBL4和AtCBL5则没有典型EF手型基序。棉花CBL3有4个EF手基序，可作为钙结合位点。
[0004]鉴于此，挖掘和鉴定抗黄萎病基因，解析抗黄萎病的遗传基础，结合生物技术进行
抗病分子设计育种，可以从根本上防控棉花黄萎病的危害，加速抗黄萎病棉花品种选育，促进商业化棉花育种进程，有效解决生产中抗病品种匮乏的问题。通过遗传手段改良棉花的黄萎病抗性不但是最经济有效的解决办法，而且对于保证棉花的品质和高产稳产具有重要的意义，同时在棉花分子育种领域有着广泛的应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何调控植物的抗病性(如提高或降低植物的黄萎病抗性)。所要解决的技术问题不限于所描述的技术主题，本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解本文未提及的其它技术主题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质的应用，所述应用可为下述任一种：
[0007]A1)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在调控植物抗病性中的应用；
[0008]A2)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在制备调控植物抗病性的产品中的应用；
[0009]A3)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在培育抗病植物中的应用；
[0010]A4)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在制备培育抗病植物的产品中的应用；
[0011]A5)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在植物育种或植物种质资源改良中的应用；
[0012]A6)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在防控棉花病害中的应用；
[0013]所述蛋白质名称为GhCBL3，可为下述任一种：
[0014]B1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；
[0015]B2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与B1)所示的蛋白质具有10％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；
[0016]B3)在B1)或B2)的N端和/或C端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质。
[0017]上述应用中，所述蛋白质GhCBL3可来源于棉花(Gossypium spp)。
[0018]进一步地，所述蛋白质GhCBL3可来源于陆地棉(Gossypium hirsutum L.)。
[0019]进一步地，所述蛋白质GhCBL3可为参与Ca
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调控的棉花类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B－like proteins，CBL)GhCBL3。
[0020]进一步地，所述蛋白质GhCBL3可为棉花抗病相关蛋白GhCBL3，具体可为棉花抗黄萎病相关蛋白GhCBL3。
[0021]进一步地，所述蛋白质GhCBL3可为棉花抗黄萎病(Verticillium wilt)相关蛋白GhCBL3。
[0022]为了使B1)中的蛋白质便于纯化或检测，可在由序列表中SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接标签蛋白。
[0023]所述标签蛋白包括但不限于：GST(谷胱甘肽巯基转移酶)标签蛋白、His6标签蛋白(His
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tag)、MBP(麦芽糖结合蛋白)标签蛋白、Flag标签蛋白、SUMO标签蛋白、HA标签蛋白、Myc标签蛋白、eGFP(增强型绿色荧光蛋白)、eCFP(增强型青色荧光蛋白)、eYFP(增强型黄绿色荧光蛋白)、mCherry(单体红色荧光蛋白)或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质的应用，其特征在于，所述应用为下述任一种：A1)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在调控植物抗病性中的应用；A2)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在制备调控植物抗病性的产品中的应用；A3)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在培育抗病植物中的应用；A4)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在制备培育抗病植物的产品中的应用；A5)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在植物育种或植物种质资源改良中的应用；A6)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在防控棉花病害中的应用；所述蛋白质为下述任一种：B1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；B2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与B1)所示的蛋白质具有10％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；B3)在B1)或B2)的N端和/或C端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述蛋白质来源于棉花。3.与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料的应用，其特征在于，所述应用为下述任一种：D1)与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料在调控植物抗病性中的应用；D2)与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料在制备调控植物抗病性的产品中的应用；D3)与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料在培育抗病植物中的应用；D4)与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料在制备培育抗病植物的产品中的应用；D5)与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料在植物育种或植物种质资源改良中的应用；D6)与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料在防控棉花病害中的应用；所述生物材料为下述E1)至E8)中的任一种：E1)编码权利要求1或2中所述蛋白质的核酸分子；E2)抑制或降低权利要求1或2中所述蛋白质的编码基因表达的核酸分子；E3)含有E1)和/或E2)所述核酸分子的表达盒；E4)含有E1)和/或E2)所述核酸分子的重组载体、或含有E3)所述表达盒的重组载体；E5)含有E1)和/或E2...

【专利技术属性】
技术研发人员：高升旗，郝晓燕，胡文冉，黄全生，李建平，常晓春，陈果，赵准，
申请(专利权)人：新疆农业科学院核技术生物技术研究所新疆维吾尔自治区生物技术研究中心，
类型：发明
国别省市：