[发明专利]具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶及应用

说明书

本发明公开了一种具有激活植物免疫的α‑甘露糖苷酶及应用，该α‑甘露糖苷酶为氨基酸序列是如SEQ ID NO.2所示的蛋白质，或为如SEQ ID NO.2所示的融合蛋白、具有85％或85％以上的同源性且相同功能的蛋白质。本发明α‑甘露糖苷酶，可有效激发并诱导宿主活性氧迸发、胼胝质积累和免疫通路相关基因上调等免疫响应，也可使宿主保持在一种“预备”状态，能够增强宿主的抗病能力，有效且节能地抵御随后的病菌侵染，阻止或减轻病害的发生，能够作为植物与微生物互作过程中诱导植物免疫的激发子，因而可作为植物免疫诱抗剂的有效成分，广泛用于激活并提升植物的免疫激活能力，在农业生产中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物防治技术领域，涉及一种具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶及应用，具体涉及一种水稻内生放线菌分泌的具有激活植物免疫功能的新型α-甘露糖苷酶ShAM1及其应用。

背景技术

在长期的进化过程中，植物面对复杂的微生物环境，逐步进化出了复杂的免疫识别机制来识别外源微生物，进而激活免疫途径中下游一系列的防御反应，包括活性氧迸发、胼胝质沉积、防御通路相关基因的表达以及诱导过敏性坏死反应，最终导致植物免疫力和抗病性增强，其中诱导植物免疫并产生抗性的激发子包括糖类、蛋白多肽类、脂类以及小分子代谢产物类等，在农业生产中可开发应用为植物免疫诱抗剂。相较于化学农药的残留污染与抗性育种面临抗病性易丧失的问题，植物免疫诱抗剂的应用是广泛、长期的防治策略。

近年来，免疫激活物质的研究主要聚焦于病原菌来源的激发子，如大豆疫霉来源的蛋白激发子糖基水解酶XEG1、谷氨酰胺转移酶GP42和糖类激发子乙酸丁乙酯，稻瘟病菌来源的蛋白激发子MoHrip1和MoHrip2、次级代谢产物激发子脑苷脂等。但关于益生菌来源的激发子鉴定研究则相对较少。作为稳定生活在健康宿主体内的内生菌，其积极调控宿主免疫方面的能力与方式则更具适应性优势，因此，开拓内生菌领域的免疫激发子具有良好的农业应用前景。

α-甘露糖苷酶是一类参与蛋白质的N-糖基化的重要蛋白酶，其功能是剪切甘露糖残基的甘露糖α-1,2、α-1,3、α-1,6糖苷键，形成各种构型的N-寡糖。目前，已报道的α-甘露糖苷酶多是研究其酶活特性和水解机制，然而，迄今为止，α-甘露糖苷酶在植物与微生物互作过程中作为诱导植物免疫的激发子还未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶及应用，该α-甘露糖苷酶从水稻内生放线菌OsiSh-2中分离鉴定得到，是一种新型的分泌型蛋白，不仅可有效激发并诱导宿主活性氧迸发、胼胝质积累和免疫通路相关基因上调等免疫响应，而且可以使宿主保持在一种“预备”状态，从而能够增强宿主的抗病能力，有效且节能地抵御随后的病菌(如稻瘟病菌)侵染，阻止或减轻病害的发生，因而本发明α-甘露糖苷酶能够作为植物与微生物互作过程中诱导植物免疫的激发子，可作为植物免疫诱抗剂的有效成分，广泛用于激活并提升植物(如水稻、拟南芥、辣椒、黄瓜、番茄和本氏烟草)的免疫激活能力，在农业生产中具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶，所述α-甘露糖苷酶为如a)或b)或c)或d)所示的蛋白质；

a)氨基酸序列是如SEQ ID NO.2所示的蛋白质；

b)在如SEQ ID NO.2所示的蛋白质的N端连接标签得到融合蛋白；

c)将如SEQ ID NO.2所示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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；

d)与如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有85％或85％以上的同源性且相同功能的蛋白质。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种编码上述的具有激活植物免疫功能的α-甘露糖苷酶的编码基因。