一种编码植物生长调节剂的基因、表达产物及其用法制造技术

本发明专利技术一种编码植物生长调节剂功能的ｈｒｆｌ基因的特征、表达产物及用法，属农业生物技术领域。来自黄单胞菌中的ｈｒｆｌ基因可作为基因资源，用于农业生物技术育种、转基因植物和防治病虫害以及与其它有益基因重组构建用于商业用途的遗传重组体等。ｈｒｆｌ基因产物ｈａｒｐｉｎＸｏｏ，还可用于仿生化学工业，模拟合成植物生长调节剂。ｈｒｆｌ基因产物ｈａｒｐｉｎＸｏｏ，可直接应用于植物，促进植物生长、提高产量、增强植物抗逆能力和诱导植物产生抗病性和驱虫性。图为ｈｒｆｌ基因序列和ｈｒｆｌ基因编码产物ｈａｒｐｉｎｘｏｏ的蛋白质序列特征。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Gene encoding plant growth regulator, expression product and use thereof

The present invention relates to a kind of hrfl gene, which encodes the function of plant growth regulator. The hrfl gene from Xanthomonas can be used as gene resource for agricultural breeding, transgenic plant and pest control as well as for the commercial use of genetic recombinant and other beneficial gene recombination. Hrfl gene product harpinXoo, can also be used in biomimetic chemical industry, synthetic plant growth regulator. Hrfl gene product harpinXoo, can be directly applied to plants, promote plant growth, improve yield, enhance plant resistance to stress and induce plant disease resistance and insect resistance. The sequence of hrfl gene and the protein sequence of hrfl gene encoded product harpinxoo.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术一种编码植物生长调节剂的基因、表达产物及其用法，属农业生物
，专用于促进植物生长、防治植物病虫害和农业生物技术育种。从环境进化而来的植物，在其基因组中存在抗环境胁迫的基因。植物病原细菌是植物的主要环境胁迫因子之一。现代分子植物病理学揭示，植物病原菌有其致病性，也有诱导植物产生抗病性和促进植物生长的能力。这种能力是由植物病原细菌的hrp基因决定的。hrp基因决定着植物病原细菌在非寄主植物上的过敏反应(hypersensitive response on nonhost plants,HR)和在寄主植物上的致病性或寄主性(pathogenicity or parasitism on hostplants)。HR是植物一种局部的、快速的细胞编程死亡形式，是植物主动抗性的结果。植物病原细菌中具两性功能的因子是由hrp基因编码的。目前的研究结果显示，植物病原黄单胞细菌(Xanthomonas)中也存在hrp基因。黄单胞细菌中的hrp基因簇不同于Ⅰ组病原细菌(Erwinia amylovora、Pseudomonas syringae)的hrp基因簇，其特征在于hrp调节基因hrpG和hrpX位于hrp基因簇外，hrp基因簇结构和功能更为复杂。黄单胞菌种类多、寄生专化性强和侵染为害的植物种类多，但编码两性功能因子的基因更为保守。研究植物病原黄单胞细菌的hrp基因，不仅可以揭示其致病性的基本遗传决定因子，其与植物互作的分子机制，而且还可以发现hrp基因中编码促进植物生长、增强抗逆性(抗旱、抗干热风等)、诱导产生抗病性和避虫性等多功能的新型多效植物生长调节剂的基因。国外已对E.amylovora、Pseudomonas syringae、Ralstonia solanacearum和Xanthomonascampestris pv.vesicatoria中hrp基因的结构和功能进行了系统的研究。hrp基因簇一般由20多个hrp基因组成。国内王金生等人已对X.oryzae的hrp基因克隆和hrp调节基因hrGXooc、hrpXooc和hrpXoo申请了专利保护(专利申请号为00112216.9)。本专利技术的目的是提供一种能编码植物生长调节剂的基因、表达产物及其用法，能够表达新型多效植物生长调节剂，可作为基因资源，用于农业生物技术育种、转基因植物和防治病虫害以及与其它有益基因重组构建用于商业用途的遗传重组体。其基因产物可用于仿生化学工业，模拟合成植物生长调节剂。还可直接应用于植物，促进植物生长、提高产量、增强植物抗逆能力和诱导植物产生抗病性和驱虫性。本专利技术所提供的一种编码植物生长调节剂的基因hrfl基因，其特征在于1．hrfl基因来源对水稻黄单胞菌白叶枯病变种(X.o.pv.oryzae)的hrp基因克隆pUHRX245中所携17.0Kb EcoRⅠ片段(申请专利号为00112216.9)进行序列测定，发现其中1个阅读框架(420bp)具有harpin特征，推测其蛋白质富含甘氨酸。依据此阅读框架设计引物，用PCR方法扩增出该片段。用PCR方法还可从水稻白叶枯病菌(Xanthomonasoryzae pv.oryzae)、水稻细条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)、野油菜黄单胞苜蓿致病变种(X.campestris pv alfalfae)、棉花角斑病菌(X.campestris pv.malvacearum)、柑桔溃疡病菌(X.citri)、桃细菌性穿孔病菌(X.c.pv.pruni)和菜豆疫病菌(X.campestris pv.phaesoli)等植物病原黄单胞细菌的基因组中扩增出该片段。该阅读框架定名为hrfl基因(hrp and multiple function gene)。2．hrfl基因的核苷酸序列420-432个核苷酸大小，起始密码子处存在EcoRⅠ酶切位点，编码区域富含ggt或ggc等密码子，ggcggcggcttc在不同黄单胞菌中有不同的重复，一般2～3次。hrfl的核苷酸序列为EcoRⅠ5’-AT TTTGAACACACAATTCGGCGGCAGCACGTCCAACCTTCAGGTTGGCCCAAGCCAGGACACAACGTTCGGTTCGAACCAGGGCGGCAACCAGGGCATCTCGGAAAAGCAACTGGACCAGTTGCTGTGCCAGCTCATCTCGGCCCTGCTTCAGTCGAGCAAAAATGCTGAGGAG AAG CAG GATAAT CAG AATTCGCAGCAGGCCGGGCAGCAGAATGGCCCCTCGCCATTCACCCAGATGCTGATGCATATCGTCGGAGAGATTCTCCAGGCGCAGAAT GACTTTAGTGGCGACCTCGGCCTCGGCACCAACCTCTCGAGCGACAGCGCATCGATGCAGTAA-3’hrfl基因的核苷酸序列中的ATG示起始密码子，TAA示终子密码子， 或 示编码甘氨酸(glycine,G)的密码子， 示编码一个GGGF氨基酸残基的重复。 示EcoRⅠ酶切位点。hrfl基因表达产物是harpinXoo蛋白质，其特征在于，亲水性，对热稳定，对蛋白酶敏感，分子量大小14.0kDa，等电点为4.3，富含甘氨酸，不含半胱氨酸，GGGF在黄单胞菌中重复2～3次，harpinXoo的氨基酸序列如下 hrfl基因的表达产物harpinXoo使用方法为按浓度为5～100μg/ml的harpinXoo对植物进行叶面注射、喷洒、蘸根或种子处理，在生长季节使用2-3次。本专利技术所提供的编码植物生长调节剂的基因hrfl基因，能够表达新型多效植物生长调节剂，可作为基因资源，用于农业生物技术育种、转基因植物和防治病虫害以及与其它有益基因重组构建用于商业用途的遗传重组体。hrfl基因的表达产物harpinXoo，可用于仿生化学工业，模拟合成植物生长调节剂。也可直接应用于植物，促进植物生长、提高产量、增强植物抗逆能力和诱导植物产生抗病性和驱虫性。hrfl基因的表达产物harpinXoo，按以下浓度对植物进行处理5μg/ml的harpinXoo注射烟草叶片，24h内可激发产生HR。15～30μg/ml的harpinXoo对植物进行叶面喷洒或种子处理，在生长季节使用2-3次，可促进植物生长，提高作物产量达15％以上，诱导植物产生的抗病性和常规化学杀菌剂相当。100μg/ml时，可使水稻叶片保绿，相当于细胞激动素6-呋喃氨基嘌呤10μg/ml的作用。30μg/ml的HarpinXoo在小麦干热风前使用，相当于2％KH2PO4的效果。附图说明图1．hrfl基因序列及其编码产物harpinXoo的蛋白质序列特征。图2．hrfl基因构建于pET30a上获得的遗传重组质粒pEHR4的物理图谱。实施例1编码植物生长调节剂功能的hrfl基因特征与表达水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)hrp基因克隆pUHRX245所携hrp基因片段大小为36.8Kb。EcoRⅠ酶切36.8-bp hrp片段，获得17.0-bp hrp基因片段，克隆pHRE17(本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码植物生长调节剂功能的ｈｒｆ１基因，其核苷酸序列为：ＥｃｏＲＩ５’－ＡＴＧＡＡＴＴＣＴＴＴＧＡＡＣＡＣＡＣＡＡＴＴＣＧＧＣＧＧＣＡＧＣＡＣＧＴＣＣＡＡＣＣＴＴＣＡＧＧＴＴＧＧＣＣＣＡＡＧＣＣＡＧＧＡＣＡＣＡＡＣＧＴＴＣＧＧ ＴＴＣＧＡＡＣＣＡＧＧＧＣＧＧＣＡＡＣＣＡＧＧＧＣＡＴＣＴＣＧＧＡＡＡＡＧＣＡＡＣＴＧＧＡＣＣＡＧＴＴＧＣＴＧＴＧＣＣＡＧＣＴＣＡＴＣＴＣＧＧＣＣＣＴＧＣＴＴＣＡＧＴＣＧＡＧＣＡＡＡＡＡＴＧＣＴＧＡＧＧＡＧＧＧＴＡＡＧＧＧＴＣＡＧＧ ＧＴＧＧＣＧＡＴＡＡＴＧＧＣＧＧＴＧＧＣＣＡＧＧＧＣＧＧＣＡＡＴＴＣＧＣＡＧＣＡＧＧＣＣＧＧＧＣＡＧＣＡＧＡＡＴＧＧＣＣＣＣＴＣＧＣＣＡＴＴＣＡＣＣＣＡＧＡＴＧＣＴＧＡＴＧＣＡＴＡＴＣＧＴＣＧＧＡＧＡＧＡＴＴＣＴＣＣＡＧＧＣＧＣＡＧ ＡＡＴＧＧＴＧＧＴＧＧＴＧＣＴＧＧＴＧＧＣＧＧＣＧＧＧＴＴＣＧＧＣＧＧＣＧＧＧＴＴＣＧＧＣＧＧＴＧＡＣＴＴＴＡＧＴＧＧＣＧＡＣＣＴＣＧＧＣＣＴＣＧＧＣＡＣＣＡＡＣＣＴＣＴＣＧＡＧＣＧＡＣＡＧＣＧＣＡＴＣＧＡＴＧＣＡＧＴＡＡ－３’ 核苷酸大小为４２０－４３２个碱基，其核苷酸序列中的ＡＴＧ示起始密码子，ＴＡＡ示终止密码子，ＧＧＴ或ＧＧＣ示编码甘氨酸（ｇｌｙｃｉｎｅ，Ｇ）的密码子，ＧＧＣＧＧＣＧＧＧＴＴＣ示编码一个ＧＧＧＦ氨基酸残基的单位，在不同黄单胞菌中有不同的重复，一般２～３次，在起始密码子处的ＧＡＡＴＴＣ示ＥｃｏＲＩ酶切位点。...

【技术特征摘要】
1．一种编码植物生长调节剂功能的hrfl基因，其核苷酸序列为EcoRI5’-AT TTTGAACACACAATTCGGCGGCAGCACGTCCAACCTTCAGGTTGGCCCAAGCCAGGACACAACGTTCGGTTCGAACCAGGGCGGCAACCAGGGCATCTCGGAAAAGCAACTGGACCAGTTGCTGTGCCAGCTCATCTCGGCCCTGCTTCAGTCGAGCAAAAATGCTGAGGAG AAG CAG GATAAT CAG AATTCGCAGCAGGCCGGGCAGCAGAATGGCCCCTCGCCATTCACCCAGATGCTGATGCATATCGTCGGAGAGATTCTCCAGGCGCAGAAT GACTTTAGTGGCGACCTCGGCCTCGGCACCAACCTCTCGAGCGACAGCGCATCGATGCAGTAA-3’核苷酸大小为420-432个碱基，其核苷酸序列中的ATG示起始密码子，TAA示终止密码子， 或 示编码甘氨酸(glycine,G)的密码子， 示编码一个G...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金生，闻伟刚，陆徐忠，陈功友，董汉松，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]