[发明专利]大麦抗病蛋白MLA10突变体在提高植物对白粉菌抗性中的应用

说明书

本发明涉及大麦抗病蛋白MLA10突变体在提高植物对白粉菌抗性中的应用，所述突变体是MLA10的两个自激活突变体MLA10(F99E)和MLA10(D502V)。本发明首次发现利用PR1启动子驱动大麦MLA10(F99E)和MLA10(D502V)表达的拟南芥能够增强拟南芥对拟南芥白粉菌的抗性，而对植株本身的生长发育影响不大。转基因拟南芥不受限于MLA10的小种专化抗性，将抗菌谱由大麦白粉菌拓展至其它的白粉菌或病原菌，对于农业生产具有重要的指导作用。

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，具体地说，涉及大麦抗病蛋白MLA10突变体在提高植物对白粉菌抗性中的应用。

背景技术

植物应对病原微生物的侵袭主要依赖先天性免疫机制防御病原微生物入侵及扩增(Ausubel,2005；Chisholm et al.,2006；Dangl and Jones,2001)。植物的免疫机制主要由两层防御体系构成。第一层次防御系统是由植物细胞膜表面的模式识别受体(patternrecognition receptors,PRRs)识别病原微生物保守的模式分子(microbial-orpathogen-associated molecular patterns,MAMPs or PAMPs)如细菌的鞭毛蛋白、真菌的几丁质等，而引发的抗病反应，称之为PTI(PAMPs-triggered immunity)。第二层次的防御系统是由植物细胞内的抗病蛋白(disease resistance protein,R protein)，主要是NLR类型的抗病蛋白直接或间接的识别病原微生物分泌到植物细胞内的效应因子，引发的效果更为强烈的免疫反应，称之为ETI(effector-triggered immunity)(Dangl et al.,2013；Dodds and Rathjen,2010；Jones and Dangl,2006)，R蛋白介导的抗性往往又称之为小种专化抗性。ETI往往伴随着植物受侵染处的细胞产生大量的过氧化物，并且发生细胞死亡，这种现象又称植物的超敏反应(hypersensitive response,HR)(Dangl et al.,2013)。

植物细胞内的NLRs免疫受体，包含中间的核酸结合结构域(NB-ARC)和C末端富含亮氨酸的结构域(LRR)，以及N末端的CC或TIR结构域，根据R蛋白N端结构域的不同，可以分为两种类型，即N端含有卷曲-螺旋(coiled-coil，CC)结构域的CC-NB-LRR(CNL)和含有TIR结构域的TIR-NB-LRR(TNL)两种类型(Sukarta et al.,2016)。

MLA是在大麦中特有的一类抗病蛋白，介导大麦对大麦白粉菌的小种专化抗性，大麦的小种专化抗性比如含有MLA10基因的大麦小种只能针对含有相应效应蛋白AvrMLA10的大麦白粉菌小种产生抗性，而不能对其他的白粉菌生理小种产生抗性。