本发明专利技术公开一种与倍半萜合成相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的蛋白，是如下1）或2）的蛋白质：1）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将序列表中序列2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/或添加且与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的由1）衍生的蛋白质。本发明专利技术的实验证明，本发明专利技术得到普通小麦Tafps-B1cDNA的核酸序列及Tafps-B1编码蛋白序列；大肠杆菌中表达的TaFPS-B1蛋白具有FPP合成活性；采用农杆菌介导法体获得转小麦Tafps-B1基因拟南芥，结果表明转Tafps-B1的植株可显著驱避蚜虫。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物
，尤其涉及一种与倍半萜合成相关的蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
桃蚜是广食性害虫，寄主约有350多种，主要危害烟草、桃、李、梅、梨等果树和白菜、萝卜、辣椒、菠菜等蔬菜，造成了很大的经济损失。近年来，由于全球气候变暖、耕作制度变化等因素，使蚜虫的繁殖能力和适应性显著增强，其危害日趋严重。目前，蚜虫防治以喷洒农药为主，但大量使用农药，不仅对人畜有害，而且造成了严重的环境污染。培育抗蚜虫小麦和蔬菜品种是防止蚜虫危害的最有效途径，但由于现有种质资源中缺乏有效的抗蚜基因，抗性机制尚不明确，常规育种难以奏效。挖掘和利用新型抗蚜基因并通过基因工程培育小麦、棉花和蔬菜抗蚜新种质具有重要意义。 倍半萜类化合物在植物与植食性昆虫互作中发挥重要作用，参与植物的防御反应。法尼烯焦磷酸合成酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)是職类化合物合成途径中的关键酶之一，其催化合成的产物FPP可在细胞质中通过MVA(Mevalonate pathway)途径作为[反]-β -法尼烯(Ε)_β-farnesene, Εβ F合成酶的底物。E^F是重要的倍半職类化合物，是一种无色无味挥发物，是小麦麦长管姆(Sitobion avenae Fabricius)、禾谷纟益管姆(Rhopalosi phum padi Linnaeus)、麦无网长管姆(Metopolophium dirhodumWalker)和麦二叉姆(Schizaphis graminum Rondani)等姆虫报警信息素的唯一成份,可以使蚜虫产生骚动、从植株上脱落，并吸引蚜虫天敌，有效控制蚜虫危害。研究发现，许多植物中含有E β F合成酶，能释放E β F，具有天然的蚜虫驱避特性。但小麦、棉花、大豆等重要农作物中，只含有FPS，但不含有E β F合成酶。Yu等发现转E β F合成酶烟草表明E β F的释放量受前体物质FPP供应量的限制。目前已有20多种植物的FPS编码基因得到分离，但其在其它植物的表达和功能研究只有以下两例报道。Chen等利用农杆菌介导法所获得的转棉花fps基因的黄花蒿(Artemisia annua)的倍半職生物合成途径的代谢流明显增加,使抗痕类药物一青蒿素增加明显，部分株系比野生株系高4倍。崔红等将薄荷fps基因导入烟草发状根，抑菌试验发现转基因发状根汁液对赤星病菌具有抗性。小麦fps基因的分离克隆、表达特性、酶活特性和在植物中(拟南芥)的表达与抗蚜虫功能研究尚无报道。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种与倍半萜合成相关的蛋白及其编码基因。本专利技术提供的蛋白，是如下I)或2)的蛋白质I)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列2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/或添加且与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的由I)衍生的蛋白质。上述(a)或(b)中的蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得至IJ。上述(b)中的蛋白的编码基因可通过将序列表中序列I所示的DNA序列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2所示的标签的编码序列得到。上述蛋白的氨基酸序列中一个或几个氨基酸残基的取代、替换和/或添加，有的是由于自然发生的变异引起的，有的是由人工诱变处理引起的。上述倍半萜为法尼醇和/或β -石竹烯；上述蚜虫为桃蚜。上述蛋白的编码基因也是本专利技术保护的范围。上述编码基因为为I) -4)中任--种I)序列表中序列I所示的DNA分子；2)序列表中序列I自5’末端第650-1129位核苷酸所不的DNA分子；3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的DNA分子；4)与I)或2)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的DNA分子。上述严格条件为在6XSSC，0.5%SDS的溶液中，在65° C下杂交，然后用2 X SSC, O. 1%SDS 和 I X SSC, O. 1%SDS 各洗膜一次。 扩增上述基因全长或其任意片段的引物对也是本专利技术保护的范围。含有上述编码基因的重组载体或转基因细胞系或重组菌也是本专利技术保护的范围。上述重组载体为将上述编码基因插入到表达载体中，得到表达所述蛋白的载体。上述重组载体具体为如下I)或2):I)将序列表中序列I插入载体pEASY-El的EcoR V和BstX I酶切位点间得到的载体；2)将序列表中序列I插入载体PBI121的Xma I和Sac I间得到的载体。上述重组菌为将上述的I)所示的重组载体导入目的菌得到的重组菌；所述目的菌具体为大肠杆菌。上述蛋白或上述编码基因或上述重组载体或上述的重组菌在合成倍半萜和/或驱避蚜虫中的应用也是本专利技术保护的范围。上述应用中，上述倍半萜为石竹烯和/或法尼醇；上述蚜虫为桃蚜。本专利技术的第二个目的是提供一种培育释放倍半萜转基因植物的方法。本专利技术提供的方法，为将上述蛋白的编码基因导入目的植物得到转基因植物，所述转基因植物的倍半萜释放量高于所述目的植物；上述蛋白的编码基因具体通过上述2)所示的重组载体导入目的植物； 上述倍半萜具体为β -石竹烯；上述目的植物具体为双子叶植物或单子叶植物，上述双子叶植物进一步具体为拟南芥。本专利技术的第三目的是提供一种培育抗蚜虫转基因植物的方法。本专利技术提供的方法，为将上述蛋白的编码基因导入目的植物得到转基因植物，所述转基因植物的抗蚜虫能力高于所述目的植物；上述倍半萜具体为β -石竹烯；上述蛋白的编码基因具体通过上述2)所示的重组载体导入目的植物；上述目的植物具体为双子叶植物或单子叶植物，上述双子叶植物进一步具体为拟南芥。本专利技术的实验证明，本专利技术得到普通小麦Tafpsl 基因型中的Tafps-BlcDNA的核酸序列及Tafps-Bl编码蛋白序列，桃蚜可诱导苗期小麦Tafps-Bl基因在根中表达量降低，在茎表达量升高，其中在叶片中表达量显著升高(Ρ〈0. 05);抽穗期小麦Tafps-Bl基因在叶片(Ρ〈0. 01)和茎(Ρ〈0. 05)中的表达量显著升高，在幼胚中轻微升高，在颖壳中显著降低(Ρ〈0. 05 )，根中轻微降低，推测该基因与小麦对蚜虫侵害的应激抗性反应相关，具有防御反应诱导的表达特性。利用大肠杆菌中表达的TaFPS-Bl蛋白；发现其可以具有FPP合成活性，可催化前体化合物异戍基焦磷酸(isopentenyl pyrophosphate, IPP)和香叶草基焦憐酸(geranyl pyrophosphate, GPP)合成法尼基焦憐酸(farnesyl pyrophosphate, FPP)；采用农杆菌介导法体获得转Tafps-Bl拟南芥，GC及GC-MS分析表明苗期转Tafps-Bl的拟南芥倍半萜β -石竹烯的释放量是野生型的5. 5倍；4通道嗅觉仪检测有翅桃蚜对花期转Tafps-Bl的拟南芥挥发物的反应表明转Tafps-Bl的植株对蚜虫有极其显著得驱避作用(Ρ本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蛋白，是如下1）或2）的蛋白质：1）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将序列表中序列2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/或添加且与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的由1）衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.一种蛋白，是如下I)或2)的蛋白质 O由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质； 2)将序列表中序列2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/或添加且与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的由I)衍生的蛋白质。2.权利要求I所述蛋白的编码基因。3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在于所述编码基因为1)-4)中任一一种 1)序列表中序列I所不的DNA分子； 2)序列表中序列I自5’末端第650-1129位核苷酸所不的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的DNA分子； 4)与I)或2)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码与倍半萜合成和/或驱避蚜虫相关蛋白的DNA分子。4.含有权利要求2或3所述编码基因的重组载体或转基因细胞系或重组菌。5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于所述重组载体为将权利要求2或3所述编码基因插入到表达载体中，得到表达所述蛋白的载体。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏兰琴，张彦，马有志，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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