[发明专利]一种植物免疫激活蛋白PmSCR1及其应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于农作物生物防治技术领域，具体涉及一种植物免疫激活蛋白PmSCR1及其应用。

背景技术

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。

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)。

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 etal.,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(Phytophthorainfestans)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(Verticilliumdahliae)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。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明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。

本发明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。

本发明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。