[发明专利]能识别稻黄单胞菌蛋白激发子的植物基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物技术领域的基因，特别涉及一种能识别稻黄单胞菌蛋白激发子的植物基因，该基因在多种植物中存在，所编码的蛋白能与稻黄单胞菌的Harpin蛋白Hpa1互作，在植物中过量表达增强了植物的抗病性。

背景技术

植物病原菌能够侵染寄主植物，在侵染点附近引起症状，是克服了寄主植物的免疫系统，成功地从寄主植株获得了所需的营养物质。在病原菌与寄主植物的识别过程中，双方的多种基因和信号传导机制共同参与。植物病原细菌的III型分泌系统是病原菌能够侵染和建立寄生关系的关键致病因子，它由近30个基因形成的基因簇，经过一定的表达和调控机制组装成一个hrppilus，将细菌合成的效应蛋白分泌到细胞外，注射到寄主植物细胞，引发寄主植物的抗病或感病反应。通过III型系统分泌并注射进入植物细胞的效应蛋白分为两大类：一类是起到转录激活作用，通过特定的识别密码，特异性地结合到寄主植物启动子区域，激活下游基因的表达。另一类效应蛋白所起的功能是干扰前种识别。因此，植物病原细菌在植物上引发的是感病还是抗病症状，取决于侵染过程中分泌蛋白所诱导的植物反应是感病反应更强还是抗病反应更强。

Harpin蛋白是植物病原细菌的蛋白激发子，一般由植物病原细菌的一个III型分泌系统基因编码，超量的Harpin蛋白能够在非寄主指示植物上诱导细胞快速死亡，引起过敏反应的产生。目前，已经从植物病原细菌中发现了至少5中Harpin蛋白，其中包括来自稻黄单胞菌的Hpa1蛋白。这些Harpin蛋白虽然都可以从III型系统分泌到胞外，但它们的氨酸序列不尽相同，揭示非寄主指示植物对它们的识别存在差异。由Harpin蛋白诱导的细胞快速死亡就是植物产生的一种抗病反应。从植物中筛选和克隆Harpin蛋白的互作或识别蛋白，一方面有助于解析Harpin蛋白诱导植物抗病反应的作用机理，另一方面，更能有助于我们发掘和利用来源于植物源的抗性基因。通过一定的分子设计，在植物中改进Harpin互作或识别蛋白的表达水平，可以有效的诱导植物抗病反应信号。该途径最大的优点在于避开了病原菌侵染时，细菌效应分子在识别阶段对抗病反应的干扰或抑制，而直接从下游启动植物的抗病信号，不易被病原生物的遗传进化所克服，导致抗性丧失。

发明内容

本发明的目的，就是为了提供一种能识别稻黄单胞菌蛋白激发子的植物基因及其应用。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种能识别稻黄单胞菌蛋白激发子的植物基因，包括水稻HIP1基因和烟草HIP1基因，水稻HIP1基因的序列如SEQ ID NO.1所示，烟草HIP1基因的序列如SEQ ID NO.3所示。

上述水稻HIP1基因编码754个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述烟草HIP1基因编码510个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

上述能识别稻黄单胞菌蛋白激发子的植物基因的应用是，所述水稻HIP1基因或烟草HIP1基因及其蛋白质在植物中过表达后，增强了植物对病毒病和细菌病害的抗病性，可作为抗病育种基因资源，克服病原菌进化导致的作物抗性丧失，获得持久抗性转基因作物新品种。

本发明涉及的是来自水稻和烟草植物的HIP1基因，能够识别稻黄单胞菌激发子Hpa1，并增强植物的抗病性。来自水稻的HIP1基因序列为SEQ ID NO.1，序列长度为2262bp，编码754个氨基酸，氨基酸序列为SEQ ID NO.2；蛋白质等电点为5.91，呈碱性，分子量为81.53KD。来自烟草的HIP1基因序列为SEQ ID NO.3，序列长度为1530bp，编码510个氨基酸，氨基酸序列为SEQ ID NO.4；蛋白质等电点为5.53，呈碱性，分子量为65.92KD。上述HIP1基因的产物HIP1蛋白能够在病原菌侵染时增加合成，增强植物的抗病反应，加速烟草叶片侵染点附近细胞的快速衰老和死亡。

本发明的HIP1基因由以下方法获得：