[发明专利]松材线虫效应子蛋白BxSCD1及其应用

说明书

本发明公开了一种松材线虫效应子蛋白BxSCD1及其应用，属于分子生物学技术领域。松材线虫效应子蛋白BxSCD1的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示，表达该蛋白的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。BxSCD1主要定位于细胞质，117和153位的半胱氨酸对BxSCD1的结构稳定起到重要作用，BxSCD1在本氏烟和寄主松树中能抑制松材线虫病原相关分子模式(PAMP)BxCDP1引发的细胞坏死和基础防卫反应。本申请从松材线虫分泌的效应子抑制植物免疫反应出发，探讨松材线虫和寄主松树之间的相互作用，对于揭示松材线虫的致病机理及早期检测松材线虫病的发生等具有重要意义。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，具体涉及松材线虫效应子蛋白BxSCD1及其应用。

背景技术

在病原物与寄主的互作过程中，当病原物侵染寄主并成功入侵植物后，会分泌效应子来抑制植物的免疫反应，增强寄主植物的感病性，促进病原物对寄主营养的掠夺，如在植物病原线虫的取食过程中，会向植物细胞分泌唾液蛋白来干扰寄主的防御。植物中所具有的大多抗性基因可以编码一类含有NBS-LRR结构域的蛋白，它们在细胞内发挥作用并引起第二层次的免疫反应。NBS-LRR蛋白能够特异性的直接识别效应子，类似于受体和配体。病原物效应子也可以修饰靶标蛋白，而与植物免疫相关的NBS-LRR蛋白能够被这种修饰所激活，引起免疫反应被称为ETI(effector-triggered immunity)。ETI是一种快速、强烈的免疫反应，能够在很大范围内抑制效应子的攻击，如过敏性反应(HypersensitiveResponse，HR)和系统获得性抗性(systemic acquired resistance，SAR)。植物和病原物的相互作用是一场类似于“军备竞赛”的拉链式结构，对立的两者不断抑制对方从而达到共同的进化。

根据在植物细胞中的定位及其作用方式，可以将病原物的效应子分为胞外效应子和胞内效应子，在植物细胞质外体起作用的效应子称为胞外效应子；转运到寄主细胞内的效应子称为胞内效应子。效应子是突破寄主防线引起寄主致病的“武器”，是研究病原物致病的重要分子对象，它们应对植物防御反应的策略多样。病原物效应子可以通过作用于植物的PTI途径、调控抗病相关激素通路、调节细胞核基因表达等方式干扰植物的免疫反应。其中，植物病原细菌、真菌和卵菌的效应子研究有很大进展，揭示其侵染机制在农作物病害的研究中较多，但在林木病害的研究中鲜见报道。

松材线虫病又称松树萎蔫病(pine wilt disease，PWD)是一种重大的森林病害，对我国乃至世界生态环境和森林资源造成了严重破坏和威胁。松材线虫主要危害针叶类植物，尤其是松树。它主要通过松墨天牛(Monochamus alternatus)等媒介昆虫羽化后取食健康松树的嫩枝树皮补充营养之时，经天牛啃食伤口进入松树体内而快速繁殖为害。松树在发病早期，侵染点附近的皮层韧皮组织和形成层坏死，皮层树脂道及其周围的皮层薄壁细胞受损，并伴有乙烯释放等；在发病晚期，乙烯大量产生，形成层破坏及木栓化增加，最终导致针叶枯萎，树木死亡。目前松材线虫病已对我国造成巨大的经济损失和生态威胁，因此被我国列为头号森林植物检疫对象。在对该病研究的几十年中，国内外的研究主要偏向于对病原相关科学问题的探究，如病原种类、病原线虫生态学特性、病原传播媒介、病害诊断及防治等。有关松材线虫致病机理，大部分研究是围绕松材线虫的植物细胞降解酶和一些寄生基因的功能以及松材线虫体内细菌对松材线虫致病的影响等。由于该病发生发展的复杂性，松材线虫的致病机理尚不清楚。

目前在其他病原物中鉴定到的效应子被证明在病原物与植物的相互作用中发挥了重要作用。因此，研究松材线虫分泌的效应子及其寄主靶标是研究松材线虫致病机理及实施早期检测防治该病的关键方向。松材线虫作为一种迁移性的植物寄生线虫，目前对其在侵染过程中分泌效应子抑制PAMP触发的基础防卫反应及半胱氨酸功能分析还未见报道。

发明内容