[發(fā)明專利]藥用野生稻抗白葉枯病主效基因Xa3/Xa26-2和它在改良水稻抗病性中的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010125934.X
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN101892244A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王石平;李弘婧
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一個(gè)水稻抗白葉枯病主效基因Xa3/Xa26-2的分離克隆、功能驗(yàn)證和應(yīng)用。所述的DNA片段能夠賦予水稻抵抗由白葉枯病菌引起的病害。將該片段與其內(nèi)源調(diào)節(jié)序列直接轉(zhuǎn)入植物體，轉(zhuǎn)基因水稻可以產(chǎn)生由該基因介導(dǎo)的對白葉枯病菌的防衛(wèi)反應(yīng)。

技術(shù)背景

植物在生長的過程中，受到多種病原物的侵害。植物病原物的種類繁多，包括病毒、細(xì)菌、真菌和線蟲等。病原物侵入植物導(dǎo)致兩種結(jié)果：(1)病原體成功的在寄主植物內(nèi)繁殖，引起相關(guān)的病癥；(2)寄主植物產(chǎn)生抗病反應(yīng)，殺死病原物或阻止其生長。利用抗性基因資源改良植物的抗病性，是預(yù)防病害同時(shí)又保護(hù)環(huán)境的根本出路。

植物的抗病反應(yīng)是多基因參于調(diào)控的復(fù)雜過程。參于植物抗病反應(yīng)的基因分為兩類：(1)抗病(主效)基因，又稱R(resistance)基因和(2)抗病相關(guān)基因。

根據(jù)目前人們對抗病基因功能的認(rèn)識(shí)，抗病基因的產(chǎn)物主要是作為受體，直接或間接與病原蛋白相互作用，啟動(dòng)植物體內(nèi)的抗病信號傳導(dǎo)路徑(Chisholm等，2006)。抗病基因介導(dǎo)的抗病反應(yīng)抗性強(qiáng)，是很好的基因資源。但是農(nóng)作物栽培種中抗病基因的資源有限。從近緣物種中發(fā)掘新的抗病基因用于農(nóng)作物遺傳改良一直是研究者工作的一個(gè)重要目標(biāo)。

水稻是世界上重要的糧食作物，但病害的影響常常造成其產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。水稻白葉枯病由白葉枯病菌(Xanthomonas?oryzae?pv.oryzae)引起，是世界上對水稻危害最大的細(xì)菌性病害之一(過崇儉，1995)。水稻栽培種(Oryza?sativa?L.)中抗病基因的資源非常有限。如目前知道的抗白葉枯病基因只有大約30個(gè)(儲(chǔ)昭暉和王石平，2007)。由于野生稻長期處于野生狀態(tài)，經(jīng)受了各種不良環(huán)境和災(zāi)害的自然選擇，形成了極其豐富的遺傳多樣性。野生稻中蘊(yùn)藏有優(yōu)良抗病基因資源，是人們發(fā)掘新的優(yōu)良基因的一個(gè)重要資源庫。已知的大約30個(gè)抗白葉枯病基因中就有多個(gè)基因是從野生稻中導(dǎo)入進(jìn)栽培稻中的。如抗白葉枯病顯性基因Xa21源自西非長藥野生稻(Oryza?longistaminata)，對大多數(shù)白葉枯病菌株表現(xiàn)高抗；但是該基因是成株期抗性，即只有在水稻成株期才對白葉枯病菌具有完全抗性(Khush等，1990；Wang等，1996)。Xa21基因已經(jīng)被分離克隆(Song等，1995)。一個(gè)尚未被分離克隆的抗白葉枯病顯性基因Xa23源自普通野生稻(Oryza?rufipogon)，它具有廣譜抗性(章琦等，2000)。另一個(gè)已經(jīng)被分離克隆的抗白葉枯病基因Xa27來自于四倍體小粒野生稻(Orzyaminuta)，該基因抗白葉枯病菌菲律賓小種2、3、5和6(Amante-Bordeos等，1992；Gu等，2005)。此外，尚未被分離克隆的抗白葉枯病基因Xa29(t)和Xa30(t)是分別從藥用野生稻(Orzya?officinalis)和普通野生稻中鑒定出的(譚光軒等，2004；王春連等，2004)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是分離克隆藥用野生稻(Oryza?officinalis)中攜帶的抗白葉枯病基因Xa3/Xa26-2和包含調(diào)控這個(gè)基因的啟動(dòng)子的DNA片段，利用這個(gè)基因改良水稻品種或其他植物抵御病害的能力。

本發(fā)明涉及分離和應(yīng)用包含Xa3/Xa26-2基因的DNA片段，它的核苷酸序列如序列表SEQID?NO：1所示，它的編碼序列如序列表SEQ?ID?NO：1中第3284-6191和6295-6662位所示。該基因(片段)賦予水稻對由白葉枯病菌(Xanthomonas?oryzae?pv.oryzae)所引起的病害產(chǎn)生特異性的抗病反應(yīng)。這一發(fā)明適用于所有對該病原菌敏感的植物。這些植物包括單子葉植物和雙子葉植物。除上述所述的如SEQ?ID?NO：1所示的DNA片段外，本發(fā)明所定義的基因還包括基本上相當(dāng)于SEQ?IDNO：1所示的DNA序列，或者其功能相當(dāng)于SEQID?NO：1所示序列的亞片段。對序列表SEQ?ID?NO：1所示序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析表明，該DNA序列編碼一種受體蛋白激酶，它包含細(xì)胞外的富亮氨酸重復(fù)(leucine-rich?repeat，LRR)結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)激酶結(jié)構(gòu)域。