技术摘要：
本发明公开核酸分子在植物转基因、分子育种、病害防治和分子标记物中的用途。本发明通过基因工程使编码去环氧基蛋白酶的核酸分子在植物内表达，从而高效去除单端孢霉烯族毒素的环氧基，直接减少植物体内毒素含量，同时还可提高作物的抗病能力，显著提高作物品质。本发  全部
背景技术：
镰刀菌属(Fusarium  sp.)是一类世界性分布的真菌，它不仅可以在土壤中越冬越 夏，  还可侵染多种植物(粮食作物、经济作物、药用植物及观赏植物)，引起植物的根腐、茎 腐、  茎基腐、花腐和穗腐等多种病害，寄主植物达100余种，侵染寄主植物维管束系统，破  坏植物的输导组织维管束，并在生长发育代谢过程中产生毒素危害作物，造成作物萎蔫  死 亡，影响产量和品质，是生产上防治最艰难的重要病害之一。受镰刀菌侵染的植物或  籽粒 中含有多种霉菌毒素，主要有单端孢霉烯族化合物(trichothecenes，CTCs)、玉米赤  霉烯 酮(zearalenone)、丁烯酸内酯(butenolide)和伏马菌素(fumonisinsFB)等毒素。 由禾谷镰刀菌(主要包括F .asiaticum、F .graminearum  Schwa be和F .  pseudograminearum)侵染谷物引起的病害主要包括小麦、大麦、燕麦、玉米和谷子的赤霉  病和茎基腐病。当前无论是小麦、大麦还是玉米赤霉病都是世界性难以解决的重大真菌  病 害。例如，由小麦赤霉病导致的谷物减产和籽粒霉菌毒素污染已成为我国及世界范围 内最 亟待解决的粮食安全问题之一。禾谷镰刀菌在小麦杨花期侵染小麦穗部，分泌大量  单端孢 霉烯族毒素从而显著增加病原菌的致病性，导致对产量造成毁灭性的破坏。同时  食用受到 该类毒素污染的小麦籽粒后会导致食欲减退或废绝、胃肠炎症和出血、呕吐、  腹泻、坏死性 皮炎、运动失调、血凝不良、贫血和白细胞数量减少、免疫机能降低和流  产等，严重威胁人 畜健康。
技术实现要素：
鉴于现有技术存在的问题，发明人提供一种编码去环氧基蛋白酶的核酸分子，通 过  该核酸可有效去除毒素中的环氧基，从而实现解毒。基于此完成了本发明。具体地，本  发明包括以下内容。 本发明的第一方面，提供核酸分子在植物转基因、分子育种、病害防治和分子标记  物中用途，所述核酸分子具有选自下述(a)-(e)组成的组中的一种碱基序列： (a)SEQ  ID  No.:1-35所示的序列； (b)在(a)中碱基序列的基础上经宿主密码子偏好性改造的序列； (c)(a)中所示序列的保守区序列； (d)与(a)-(c)的序列同一性为95％以上且来源于相同属的序列； (e)与(a)-(d)任一序列的至少一部分互补的序列。 在(a)的序列中，SEQ  ID  No.1表示来源于长穗偃麦草十倍体的去环氧酶基因，SEQ  ID No .2表示来源于长穗偃麦草二倍体的去环氧酶基因。SEQ  ID  No .:3-24表示SEQ  ID  3 CN 111549042 A 说　明　书 2/11 页 No.1  序列的突变体。SEQ  ID  No.:25-35表示来源于香柱菌属( 属)不同物种的同源 基因  序列。 本发明中，在(b)的序列中，经宿主密码子偏好性改造是指为了适应于不同宿主表 达 的需要，根据简并密码子来对(a)中的碱基序列进行碱基替换。密码子偏好性改造一般 不 改变产物蛋白或多肽的序列。 在(c)的序列中，保守区序列是指在长穗偃麦草属和香柱菌属的不同物种内对应 的序  列同一性为98％以上，优选99％以上，更优选100％一致的区域。保守区序列还可以指 在  长穗偃麦草属内不同物种的序列同一性为100％的部分连续区域，也可以指在香柱菌属 的  不同物种内对应的序列同一性为100％的部分连续区域。保守区序列可以对应于活性多 肽  的保守区氨基酸序列。需要说明的是，碱基的保守区序列并不一定表达或编码活性多 肽。  只要其为保守区即可用作检测靶标。在某些实施方案中，当以SEQ  ID  No.1所示的碱基  序列作为位置参考时，所述核酸分子包含至少一种选自以下的碱基序列：第436-470位  之 间的碱基序列、第430-476位之间的碱基序列、第808-846位之间的碱基序列。 在(d)的序列中，与(a)-(c)中的碱基序列的序列同一性一般为90％以上，优选 95％以  上，更优选97％以上，还优选98％以上，进一步优选99％以上。一般而言，(d)中的序 列  在序列同一性的基础上来源于相同属，优选来源于相同物种的碱基序列。在某些实施方  案中，该核酸分子的碱基序列与(a)、(b)或(c)中的氨基酸序列的序列同一性为95％以上，  且均来源于长穗偃麦草属或香柱菌属。 在(e)序列中，与(a)-(d)中任一序列的至少一部分互补的序列，其中互补的序列 包括在  严格条件下与这些序列特异性杂交的序列。例如，探针、引物等。具有这些序列的核 酸  分子或寡核苷酸分子的长度不特别限定，可以是15-200bp，例如，15-40bp，150-180bp  等。 在某些具体实施方案中，所述核酸分子能够编码具有去环氧催化活性的蛋白酶。 本发明中的植物不特别限定，可以是粮食作物、经济作物、药用植物等，也可以是  草本植物也可以是木本植物。作为粮食作物实例包括但不限于例如大米、小麦、大麦、  水 稻、青稞、小米、大豆等。作为木本植物的实例包括果树，例如木本常绿果树或蔷薇  科果树。 植物的实例还包括紫花苜蓿、偃麦草、黑麦草、墨西哥玉米草、皇竹草牧草、  甜象草牧草、大 麦、花生、棉花等。本发明的植物还可以是杂交植物。例如由上述植物  杂交得到的植物。 在某些具体实施方案中，所述病害包括镰刀菌属、头孢菌属、漆班菌属或木霉属的  细菌引起的植物病害。此类植物病害可举例例如根腐、茎腐、茎基腐、花腐和穗腐。 本发明的第二方面，提供一种植物细胞，其包含通过基因工程手段引入具有选自 (a)-(e) 组成的组中的一种碱基序列的外源核酸分子。 本发明的第三方面，提供一种转基因植物，所述转基因植物通过基因工程手段将 外  源核酸导入宿主植物而得到。 本发明的核酸分子能够编码去环氧基蛋白酶，从而使转基因植物具有了针对单端 孢  霉烯族化合物的环氧基去除能力，进而降低植物内此类毒素的含量。此类毒素的实例包  括但不限于脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON)、3-乙  酰 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)、雪腐镰刀菌烯醇(NIV)、镰刀菌烯酮-X(Fus-X)、二乙  酰氧 基草镰刀菌烯醇(DAS)、T-2毒素(T-2)、HT-2毒素(HT-2)。 4 CN 111549042 A 说　明　书 3/11 页 附图说明 图1为LC-HRMS全扫模式下的禾谷镰孢菌(F.g)侵染转基因小麦提取的离子色谱 图。 图2为LC-HRMS(/MS)PRM模式下F.g侵染转基因小麦提取的离子色谱图。 图3为LC-HRMS(/MS)PRM模式对毒素及其衍生物定量检测结果。其中，(a)表示  DON-GSH定量结果；(b)表示DON定量结果；(c)表示3-ADON-GSH定量结果；(d)表示  3-ADON定 量结果。 图4为转基因植株抗赤霉病表型鉴定实验的结果。其中图(a)为接种21d发病情况 (图  中A表示转基因阳性植株，B表示转基因受体材料)；(b)为转ThFhb7过量表达3个株系  发病小穗数统计；(c)为转ThFhb7原始表达3个株系发病小穗数统计。 图5为ThFhb7转基因株系对镰孢菌种的广泛抗性结果。其中，(a)表示ThFhb7转基  因株系对禾谷镰孢菌抗性结果；(b)表示ThFhb7转基因株系对亚洲镰孢菌抗性结果；(c)  表 示ThFhb7转基因株系对假禾谷镰孢菌抗性结果。 图6为ThFhb7对小麦茎基腐病抗性实验结果。其中，(a)表示ThFhb7对小麦茎基腐  病发病情况；(b)表示茎基腐抗性实验中ThFhb7转基因植株死亡率统计结果。 图7为转ThFhb7基因玉米赤霉病抗性鉴定结果。 图8为ThFhb7的部分突变序列比对结果。 图9为突变体抗赤霉病表型鉴定结果。 图10为ThFhb7的NCBI比对结果。 图11为ThFhb7及同源序列进化树。 图12为LC-HRMSDON处理转基因酵母提取的离子色谱图。