一种植物免疫激活蛋白PmSCR1及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种植物免疫激活蛋白PmSCR1及其应用，属于农作物生物防治技术领域。本发明专利技术从群结腐霉菌中鉴定到一种新的植物免疫激活蛋白并将其命名为PmSCR1，该植物免疫激活蛋白具有较强的活性，能诱导植物的防御反应，可应用于农作物的病害防治，特别是针对由群结腐霉菌、大豆疫霉菌以及核盘菌引起的植物病害的防治。防治。防治。

【技术实现步骤摘要】
一种植物免疫激活蛋白PmSCR1及其应用


[0001]本专利技术属于农作物生物防治
，具体涉及一种植物免疫激活蛋白PmSCR1及其应用。

技术介绍

[0002]群结腐霉菌(Pythium myriotylum)是卵菌纲(Oomycota)腐霉属(Pythium)的一种死体营养菌，寄主范围十分广泛，且双子叶及单子叶植物均可侵染，主要包括：大豆、花生、番茄、洋葱和生姜等等，可造成多种植物的根腐病及茎基腐病(Daly et al.,2021)。其中，药食两用植物生姜(Zingiber officinale Roscoe)是其寄主之一，具有抗炎、抗菌及抗癌等多种生物学活性，有很高的经济利用价值，在热带及亚热带地区广泛种植(Mao et al.,2019)。我国是全球生姜种植面积最大且生产总量最多的国家，然而，近些年随着我国生姜的规模化种植，由群结腐霉菌引起的生姜茎基腐病发生越来越频繁，危害也日益加重，极端环境下，发病田块减产50％
‑
80％，甚至绝收，严重制约了我国生姜生产(Daly et al.,2021)。目前对该病害的防治主要依赖化学农药，然而使用大量化学药剂，极易引发一系列的环境和食品安全问题，因此，急需我们开发更加高效安全的防控措施。
[0003]在与病原菌长期斗争的过程中，植物进化出两大类免疫受体，用于识别病原菌的入侵。其中一类为模式识别受体(pattern
‑
recognition receptors，PRRs)，位于植物细胞膜表面，可识别来自入侵病原菌的分子模式(molecular patterns)，进而激活植物自身的基础免疫反应，从而保护自己(Ngou et al.,2021)。这些能够激活植物免疫反应的分子模式又被称为植物免疫激发子(plant immunity inducer)，通常是一类在微生物中非常保守的物质如：多肽、蛋白、寡糖、脂质等(Ngou et al.,2021)。近些年，随着植物免疫相关机制的逐渐明晰，大量国内外研究人员聚焦于植物免疫激发子的鉴定，以期为植物病虫害的防控提供高效环保的生物农药资源(张杰等，2019)。
[0004]研究表明，病原菌分泌的一类分子量小、富含半胱氨酸的SCR(Small cysteine
‑
rich)蛋白，可作为植物免疫激发子在病原菌侵染植物过程中扮演重要角色(Rocafort et al.,2020)，也被称为植物免疫激活蛋白。例如：由卵菌病原菌致病疫霉菌(Phytophthora infestans)分泌的SCR蛋白
‑
PsPC2，可被植物蛋白酶切割，释放免疫抗原肽诱导茄科植物产生免疫反应(Wang et al.,2021)；此外，由真菌病原菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)分泌的三个SCR蛋白
‑
VdSCP27、VdSCP27及VdSCP126，均可诱导本氏烟产生免疫反应(Wang et al.,2020)；然而，腐霉菌中SCR蛋白的功能及机制研究暂未见报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种新的植物免疫激活蛋白并将其命名为PmSCR1，该植物免疫激活蛋白具有较强的活性，能诱导植物的防御反应，可应用于农作物的病害防治，特别是针对由群结腐霉菌、大豆疫霉菌以及核盘菌引起的植物病害的防治。
[0006]本专利技术一方面提供了一种植物免疫激活蛋白，所述植物免疫激活蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；或所述植物免疫激活蛋白为将SEQ ID NO.2的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与植物抗性相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质或多肽。
[0007]本专利技术还提供了一种用于编码上述植物免疫激活蛋白的基因，所述编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，和/或与SEQ ID NO.1具有70％以上同源性且具有相似功能的核苷酸序列。
[0008]本专利技术还提供了一种用于扩增上述基因的引物，所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。
[0009]本专利技术另一方面还提供了一种上面植物免疫激活蛋白或上述编码植物免疫激活蛋白的基因在防治病害中的应用。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述病害为由群结腐霉菌、大豆疫霉菌或核盘菌为病原菌引起的植物病害。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述植物病害包括生姜茎基腐病或大豆疫病。
[0012]本专利技术再一方面还提供了一种农药组合物，所述农药组合物包含上述植物免疫激活蛋白。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述农药组合物还包含精甲霜灵和咯菌腈。
[0014]本专利技术再一方面还提供了一种农药制剂，所述农药制剂包含上述植物免疫激活蛋白和农药辅料。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述植物免疫激活蛋白的浓度范围为0.1～10mg/L。
[0016]本专利技术的实施例至少具有以下有益效果：本专利技术的植物免疫激活蛋白PmSCR1能够诱导植物免疫反应，具有较强的诱抗活性，可以应用于农作物的病害防治，例如用于由群结腐霉菌、大豆疫霉菌以及核盘菌引起的植物病害的防治，特别是针对生姜茎基腐病的防治；该植物免疫激活蛋白为群结腐霉菌中SCR类植物免疫诱抗蛋白，不仅为揭示群结腐霉菌与植物的互作机制奠定基础，同时，为开发能够激活植物免疫的蛋白类生物农药提供新的蛋白资源。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0018]图1为本专利技术实施例3中注射了相应农杆菌菌液，且培养7天后的本氏烟叶片照片；
[0019]图2为本专利技术实施例3中Western blot检测GFP及PmSCR1蛋白表达情况图；
[0020]图3为本专利技术实施例4中过表达GFP及PmSCR124 h后接种群结腐霉菌的发病情况及病斑面积统计图；
[0021]图4为本专利技术实施例4中过表达GFP及PmSCR124 h后接种核盘菌的发病情况及病斑面积统计图；
[0022]图5为本专利技术实施例5中纯化所得PmSCR1蛋白SDS
‑
PAGE检测图；
[0023]图6为本专利技术实施例5中纯化所得PmSCR1蛋白Western blot检测图；
[0024]图7为本专利技术实施例6所述PmSCR1诱导本氏烟ROS迸发图片；
[0025]图8为本专利技术实施例7所述PmSCR1诱导本氏烟抗性相关基因表达的定量PCR检测结
果；
[0026]图9为本专利技术实施例8中注射PmSCR1纯化蛋白24h后接种群结腐霉菌的发病情况及病斑面积统计图；
[0027]图10为本专利技术实施例8中喷施PmSCR1纯化蛋白24h后接种大豆疫霉菌36h的发病情况及病斑面积统计图；
[0028]图11为本专利技术实施例8中注射PmSCR1纯化蛋白24h后接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物免疫激活蛋白，其特征在于：所述植物免疫激活蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；或所述植物免疫激活蛋白为将SEQ ID NO.2的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与植物抗性相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质或多肽。2.一种用于编码如权利要求1所述的植物免疫激活蛋白的基因，其特征在于：所述编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，和/或与SEQ ID NO.1具有70％以上同源性且具有相似功能的核苷酸序列。3.一种用于扩增如权利要求2所述的基因的引物，其特征在于：所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。4.一种如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏利辉，王楠，周冬梅，尹志远，窦道龙，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：