梨短肽PdrPEP6在植物病害防控中的应用

梨短肽pdrpep6在植物病害防控中的应用
技术领域
1.本发明属植物免疫生物技术领域，涉及一种梨短肽pdrpep6在植物病害防控中的应用，是一种梨短肽pdrpep6的免疫和抗病激发功能应用，具体涉及梨短肽pdrpep6在梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病等多种作物病害绿色防控中的应用。


背景技术：

2.1、植物免疫激发技术植物免疫是植物通过受体识别病原物分子从而激活的防卫反应。植物免疫系统有多个层次，其中第一层次为植物细胞表面的模式识别受体（pattern recognition receptors，prrs）识别来自病原物及植物自身的保守的分子模式产生的免疫，称为模式触发性免疫（pattern-triggered immunity，pti）。植物能感知病原物侵染等引起的对植物细胞完整性的破坏，并产生伤害相关分子模式（damage-associated molecular patterns, damps）或合成植物细胞因子（phytocytokine），这些damps/phytocytokines通过prr受体识别激发植物产生pti免疫反应，包括活性氧迸发、激酶级联的活化、胼胝质沉积、防卫相关基因的表达等，最后表现对病原物的抗性。pti在防止非适应性微生物侵染植物的非寄主抗性（nonhost resistance）和限制适应性病原物侵染感病寄主植物的基础抗性（basal resistance）中起重要作用。damps/phytocytokines激发的免疫具有广谱、强烈、稳定持久等优点。此外，由于damps/phytocytokines是植物自身的天然产物，因此利用damps/phytocytokines激发免疫从而达到预防或防治病害的目的是一种环境生态友好型绿色病害防控新方法。
3.2、植物病害防控技术作物病害通常造成10-30%产量损失，病害防控是粮食安全的重要保障。作物病害的防控措施包括植物检疫、抗病品种选育和利用、农业防治、生物防治、物理防治和化学防治等。高效绿色防控以及同时对多种病害进行广谱综合防控是作物病害防控的发展趋势。梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病均为农业生产上的重要作物病害。火疫病由细菌解淀粉欧文氏菌（erwinia amylovora）引起，是梨和苹果等果树的毁灭性病害，也是我国的重要检疫性病害。菌核病由真菌核盘菌（sclerotinia sclerotiorum）所致，是油菜等油料作物以及蔬菜作物的主要病害。灰霉病由真菌灰葡萄孢（botrytis cinerea）引起，是蔬菜瓜果等作物的重要病害。这些病害每年造成巨大经济损失。化学防治仍然是这些病害防控的重要手段。由于一些农药存在生态污染、人畜毒害、以及易使病原物产生抗药性等问题，长期过量使用加剧了这些问题的严重程度，新型绿色广谱防治制剂亟待研发。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种梨（中矮1号砧木[(pyrus ussuriensis
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communis)
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spp.]）短肽pdrpep6在植物病害防控中的应用，是该短肽pdrpep6在梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病等多种作物病害绿色防控中的应用。本发明应用的梨短肽pdrpep6的氨基
酸序列如seq id：1所示，是其全长蛋白c端部分，其全长蛋白序列如seq id：2所示。本发明提供的是梨短肽pdrpep6的免疫和抗病激发功能应用。
[0005]
本发明利用梨短肽pdrpep6激发蔷薇科作物杜梨（pyrus betulifolia）产生对火疫病（erwinia amylovora）、十字花科作物油菜（brassica napus）产生对菌核病（sclerotinia sclerotiorum）和葫芦科作物西瓜（citrullus lanatus）产生对灰霉病（botrytis cinerea）的抗性作用，从而绿色防控梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病。
[0006]
在本发明之前，短肽pdrpep6的功能没有任何公开报告。本发明首次通过人工合成短肽pdrpep6，阐明了该短肽对梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病抗性的激发作用，并提供该短肽通过处理杜梨、油菜和西瓜分别激发其产生对火疫病、菌核病和灰霉病的抗性，从而防控这些作物重要病害的应用。本发明的应用通过以下步骤实现。
[0007]
（1）pdrpep6短肽的人工合成或生物表达获取委托专业多肽合成公司合成。也可通过生物表达获取短肽pdrpep6：将pdrpep6相应核苷酸序列克隆入表达载体、转化至真核或原核微生物、微生物扩繁、提取和纯化目的短肽。
[0008]
（2）pdrpep6短肽的植物处理以合适浓度的短肽pdrpep6水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾处理植物叶片，激发植物免疫。喷雾处理能够进行大规模植物处理。
[0009]
（3）pdrpep6短肽激发植物产生对病原物的抗性短肽pdrpep6处理后迅速激发植物产生对多种病原物的免疫和抗病性反应。通过病原物接种分析可检测激发作用的强度。植物产生对病原物的免疫和抗病性反应表现为短肽pdrpep6处理使接种后产生的坏死病斑比水对照处理时更小。
[0010]
本发明的优点：（1）本发明提供的pdrpep6短肽是植物自身合成的产物，利用pdrpep6短肽激发免疫从而防治作物病害具有天然绿色、不污染环境、对人畜无害、不会诱导病原物产生抗药性等优点。（2）damp/phytocytokine激发植物免疫是最新理论研究成果。pdrpep6作为一种damp/phytocytokine应用于作物免疫激发和病害防控有充分的理论依据，也是理论指导实践应用的范例。（3）pdrpep6短肽只有36个氨基酸，易于人工合成，获取简便易行。（4）pdrpep6短肽的抗病性激发作用强烈，所需浓度低，因此病害防治成本较低。
附图说明
[0011]
图1显示pdrpep6短肽水溶液喷雾杜梨（pyrus betulifolia）叶片激发杜梨产生对火疫病的抗性。以浓度为1 μm的pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾杜梨叶片，1 d后，以预先在od
600
为0.5的火疫病菌菌液中浸泡半小时的牙签刺入无菌针扎形成的叶片主脉针眼中接种叶片，27℃下套保鲜袋保湿培养。图示为接种后10 d的发病情况。结果表明，与无菌双蒸水（含0.1%月桂基葡糖苷）处理（mock）相比，pdrpep6处理叶片形成的病斑面积明显更小，病斑扩展受到严重抑制。表明pdrpep6处理强烈激发杜梨产生对火疫病菌的抗性。
[0012]
图2显示pdrpep6短肽水溶液喷雾油菜（brassica napus）叶片激发油菜产生对核盘菌的抗性。以浓度为1 μm的pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾油菜叶片，1 d后以核盘菌菌丝块接种叶片，23℃下覆膜保湿培养。图示为接种后1 d的病斑大小。结果表
明，与无菌双蒸水（含0.1%月桂基葡糖苷）处理（mock）相比，pdrpep6处理叶片形成的病斑明显更小，病斑扩展受到严重抑制。表明pdrpep6处理强烈激发油菜产生对核盘菌的抗性。
[0013]
图3显示pdrpep6短肽水溶液喷雾西瓜（citrullus lanatus）叶片激发西瓜产生对灰霉病的抗性。以浓度为1 μm的pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾西瓜叶片，1 d后以每点接2.5 μl浓度为每毫升1
´
105个孢子的分生孢子悬浮液接种叶片，每叶接四点，23℃下覆膜保湿培养。图示为接种后65 h的发病情况。结果表明，与无菌双蒸水（含0.1%月桂基葡糖苷）处理（mock）相比，pdrpep6处理叶片形成的病斑明显更小，病斑扩展受到严重抑制。表明pdrpep6处理强烈激发西瓜产生对灰霉病的抗性。
具体实施方式
[0014]
本发明结合附图和实施例作进一步的说明。
[0015]
实施例1 pdrpep6短肽在杜梨（pyrus betulifolia）抗火疫病中的应用本发明实施例利用人工合成的pdrpep6短肽，通过喷雾法处理杜梨，激发其产生对火疫病菌的抗性，从而用于梨火疫病的防控。
[0016]
主要步骤包括：1) pdrpep6短肽的人工合成本发明提供的pdrpep6短肽序列如seq id：1所示，共由36个氨基酸组成，是全长蛋白（序列如seq id：2所示）的c端部分。在本发明之前，短肽pdrpep6的功能没有任何公开报告。
[0017]
本实施例委托专业多肽合成公司（强耀生物科技有限公司）合成pdrpep6短肽，用于梨抗病激发和火疫病防控功能的分析和应用。
[0018]
2) pdrpep6短肽对杜梨的处理pdrpep6短肽的植物处理方式为喷雾。以浓度为1 μm的pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾杜梨植株叶片，能够大规模处理植物。
[0019]
3) pdrpep6短肽激发杜梨产生对火疫病菌的抗性pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾杜梨叶片能显著激发杜梨产生对火疫病菌的抗性。火疫病菌接种分析结果显示，1 μm pdrpep6短肽喷雾处理1 d后，以火疫病菌带菌牙签刺入主脉方式接种的叶片在接种后10 d形成的病斑显著小于无菌双蒸水处理对照，病斑扩展受到严重抑制（图1）。表明pdrpep6喷雾处理能强烈激发杜梨产生对火疫病菌的抗性。
[0020]
实施例2 pdrpep6短肽在油菜（brassica napus）抗菌核病中的应用本发明实施例利用人工合成的pdrpep6短肽，通过喷雾法处理油菜，激发其产生对核盘菌的抗性，从而用于油菜菌核病的控制。
[0021]
主要步骤包括：1) pdrpep6短肽的人工合成本发明提供的pdrpep6短肽序列如seq id：1所示，共由36个氨基酸组成，是全长蛋白（序列如seq id：2所示）的c端部分。在本发明之前，短肽pdrpep6的功能没有任何公开报告。
[0022]
本实施例委托专业多肽合成公司（强耀生物科技有限公司）合成pdrpep6短肽，用于油菜抗病激发和菌核病防控功能的分析和应用。
[0023]
2) pdrpep6短肽对油菜的处理
pdrpep6短肽的植物处理方式为喷雾。以浓度为1μm的pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾油菜植株叶片，能够大规模处理植物。
[0024]
3)pdrpep6短肽激发油菜产生对核盘菌的抗性pdrpep6短肽水溶液喷雾油菜叶片能显著激发油菜产生对核盘菌的抗性。核盘菌接种分析结果显示，1μmpdrpep6短肽喷雾处理1d后，以核盘菌菌丝块接种的叶片在接种后1d的病斑显著小于无菌双蒸水处理对照，病斑扩展受到严重抑制（图2）。表明pdrpep6喷雾处理能迅速强烈激发油菜产生对核盘菌的抗性。
[0025]
实施例3pdrpep6短肽在西瓜（citrulluslanatus）抗灰霉病中的应用本发明实施例利用人工合成的pdrpep6短肽，通过喷雾法处理西瓜，激发其产生对灰霉病菌的抗性，从而用于西瓜灰霉病的控制。
[0026]
主要步骤包括：1)pdrpep6短肽的人工合成本发明提供的pdrpep6短肽序列如seqid：1所示，共由36个氨基酸组成，是全长蛋白（序列如seqid：2所示）的c端部分。在本发明之前，短肽pdrpep6的功能没有任何公开报告。
[0027]
本实施例委托专业多肽合成公司（强耀生物科技有限公司）合成pdrpep6短肽，用于西瓜抗病激发和灰霉病防控功能的分析和应用。
[0028]
2)pdrpep6短肽对西瓜的处理pdrpep6短肽的植物处理方式为喷雾。以浓度为1μm的pdrpep6短肽水溶液（含0.1%月桂基葡糖苷）喷雾西瓜植株叶片，能够大规模处理植物。
[0029]
3)pdrpep6短肽激发西瓜产生对灰霉病菌的抗性pdrpep6短肽水溶液喷雾西瓜叶片能显著激发西瓜产生对灰霉病菌的抗性。灰霉病菌接种分析结果显示，1μmpdrpep6短肽喷雾处理1d后，以灰霉病菌分生孢子悬浮液（浓度为每毫升1
´
105个孢子）每点点接2.5μl的方式接种的叶片在接种后65h的病斑显著小于无菌双蒸水处理对照，病斑扩展受到严重抑制（图3）。表明pdrpep6喷雾处理能强烈激发西瓜产生对灰霉病菌的抗性。

技术特征：
1.一种梨短肽pdrpep6在植物病害防控中的应用，其特征在于，是中矮1号砧木[(pyrus ussuriensis x communis) x spp.]短肽pdrpep6在梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病防控中的应用，所述梨短肽pdrpep6的氨基酸序列如seq id：1所示，是其全长蛋白c端部分，其全长蛋白序列如seq id：2所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，利用梨短肽pdrpep6激发蔷薇科作物杜梨（pyrus betulifolia）产生对火疫病（erwinia amylovora）、十字花科作物油菜（brassica napus）产生对菌核病（sclerotinia sclerotiorum）和葫芦科作物西瓜（citrullus lanatus）产生对灰霉病（botrytis cinerea）的抗性作用，从而绿色防控梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：（1）pdrpep6短肽的人工合成或生物表达获取获取短肽pdrpep6：将pdrpep6相应核苷酸序列克隆入表达载体、转化至真核或原核微生物、微生物扩繁、提取和纯化目的短肽；（2）pdrpep6短肽的植物处理以含润湿和渗透助剂的短肽pdrpep6水溶液喷雾处理植物叶片，激发植物免疫，能够大规模处理植物；（3）pdrpep6短肽激发植物产生对病原物的抗性短肽pdrpep6处理后激发植物产生对病原物的免疫和抗性反应，通过病原物接种分析检测激发作用的强度，植物产生对病原物的免疫反应表现为短肽pdrpep6处理使接种后产生的坏死病斑比水对照处理时更小。

技术总结
本发明提供梨短肽PdrPEP6在植物病害防控中的应用，是梨[(Pyrus ussuriensis x communis)x spp.]短肽PdrPEP6在梨火疫病、油菜菌核病和西瓜灰霉病防控中的应用。本发明首次通过人工合成短肽PdrPEP6，阐明其对上述病害抗性的激发作用，并提供其通过喷雾处理梨、油菜和西瓜分别激发其产生对火疫病、菌核病和灰霉病的抗性、从而防控上述病害的应用。本发明利用短肽激发免疫从而防治病害具有天然绿色、环境友好、不会诱导病原物产生抗药性等优点。本发明短肽是植物自身合成产物，易人工合成，获取简便，抗病激发作用强烈，所需浓度低，是一种新型生态和环境友好型作物病害防控制剂。剂。


技术研发人员：蔡新忠 韦海婷
受保护的技术使用者：浙江大学海南研究院
技术研发日：2023.08.29
技术公布日：2023/10/11