[發(fā)明專利]水稻油菜素內(nèi)酯受體激酶類似蛋白及其編碼基因與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310102677.1
• 申請(qǐng)日: 2013-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103266093A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周永力;陳現(xiàn)朝;黃立鈺;張帆;黎志康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C12N9/12
• 分類號(hào): C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82;C12N5/10;C12N1/21;C12N1/15;C12N1/19;A01H5/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種植物抗病性相關(guān)蛋白及其編碼基因與應(yīng)用，特別涉及一個(gè)來(lái)源于水稻的油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids，BRs)受體激酶類似蛋白(BRI1-associated?kinasc1，Bak1)及其編碼基因與其在提高植物抗病性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

病害是農(nóng)作物高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的重要限制性因素之一。培育和種植抗病品種是防治植物病害經(jīng)濟(jì)有效的措施之一。植物抗病基因包括寄主抗病基因和非寄主抗病基因兩大類。目前育種過(guò)程中主要利用的是寄主植物由單一抗病基因控制的質(zhì)量抗性，其原因是這類基因可以對(duì)特定的病原菌產(chǎn)生典型的抗病反應(yīng)，并且單個(gè)基因易于利用。但是，對(duì)于某些重要的植物病害，如水稻細(xì)菌性條斑病，在寄主植物中尚未發(fā)現(xiàn)抗病的單基因，抗性由多基因控制，傳統(tǒng)育種方法難以轉(zhuǎn)育。

在植物與病原菌協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中，病原菌為適應(yīng)不同植物種通常以近緣種或致病型復(fù)合體存在，近緣非寄主植物則可能存在一些基因，其產(chǎn)物能夠特異性識(shí)別該種植物非典型病原菌的激發(fā)子而啟動(dòng)與防御反應(yīng)有關(guān)的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。非親和病菌編碼激發(fā)子的基因被稱為異種無(wú)毒基因，異鐘無(wú)毒基因一般是病菌對(duì)寄主植物致病的必需因子；非寄主植物識(shí)別異種無(wú)毒基因、啟動(dòng)防御反應(yīng)的基因被稱為非寄主抗性基因。

隨著植物分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)非寄主抗性基因在作物育種中的應(yīng)用前景倍加關(guān)注。Rxol基因是從玉米中克隆的一個(gè)非寄主抗性基因。Rxol與細(xì)菌性條斑病菌的無(wú)毒基因互作激活防御反應(yīng)，導(dǎo)致玉米葉片對(duì)水稻細(xì)菌性條斑病菌產(chǎn)生典型的過(guò)敏性反應(yīng)。攜帶該基因的玉米品系抗譜廣，對(duì)來(lái)自不同地區(qū)的細(xì)菌性條斑病菌株都表現(xiàn)高度抗性。將克隆的Rxol導(dǎo)入水稻，轉(zhuǎn)基因植株接種細(xì)菌性條斑病菌菌液后，接種點(diǎn)周圍的葉片細(xì)胞迅速壞死，反應(yīng)型和抗譜與玉米葉片相同。Rxol在水稻中啟動(dòng)過(guò)敏性壞死反應(yīng)和細(xì)胞程序化死亡途徑而對(duì)細(xì)菌性條斑病病產(chǎn)生抗性，但是該基因啟動(dòng)抗病反應(yīng)的上游信號(hào)識(shí)別和傳導(dǎo)機(jī)制尚不清楚。

植物通過(guò)細(xì)胞膜上的受體感知環(huán)境變化，產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)調(diào)控機(jī)體生理變化。植物受體與動(dòng)物生長(zhǎng)因子受體類似，也具有信號(hào)識(shí)別和轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能，故稱之為類受體激酶[1]。植物類受體激酶家族成員眾多，擬南芥和水稻中類受體激酶家族分別含有600和1000多個(gè)成員[2]。BAK1(也叫ELG，RKS10)是其中研究最為深入的類受體激酶之一，它屬于富亮氨酸重復(fù)(Leucine-rich?repeat，LRR)類受體激酶SERK家族。它是一個(gè)多功能的蛋白，調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育、免疫信號(hào)和細(xì)胞死亡等過(guò)程。

水稻中發(fā)現(xiàn)許多SERK家族成員：如OsSERK1-2及OsSERKL1-9。2005年Ito和Hu分別在水稻中發(fā)現(xiàn)OsSERK1-2。Hu等對(duì)OsSERK1進(jìn)行RNAi和過(guò)表達(dá)研究，OsSERK1受稻瘟病菌或外施水楊酸、茉莉酸誘導(dǎo)表達(dá)，而且參與植物抗病反應(yīng)影響愈傷再生能力。2009年Singla等以擬南芥和水稻SERK家族氨基酸序列在數(shù)據(jù)庫(kù)KOME、NCBI和TIGR中BALST比對(duì)，發(fā)現(xiàn)OsSERKL1-9，用油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids，BRs)和脫落酸(abscisic?acid，ABA)處理后，不同OsSERKL基因表達(dá)模式不同，推斷它們可能具有不同的功能。Li等研究發(fā)現(xiàn)OsSERK1與AtBAK1高度同源，因而把它又命名為OsBAK1。RNAi干擾研究發(fā)現(xiàn)OsBAK1調(diào)控水稻多個(gè)重要農(nóng)藝性狀，如：株高、葉夾角、粒形。Park等用OsBAK1激酶域構(gòu)建干擾載體，轉(zhuǎn)基因植株中OsSERK1-2和ORK1基因表達(dá)量均被干擾，表現(xiàn)出矮化、不正常發(fā)育并對(duì)稻瘟病感病。水稻中OsSERKs家族成員眾多，但目前尚未見(jiàn)到從水稻中分離出抗病功能明確的該家族基因的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一個(gè)油菜素內(nèi)酯受體激酶類似蛋白(BRI1-associated?kinase1，Bak1)。

本發(fā)明所提供的油菜素內(nèi)酯受體激酶類似蛋白，名稱為OsBAK1L，來(lái)源于來(lái)源于水稻(OryzaSativa?L.)，具有下述氨基酸殘基序列的蛋白質(zhì)：

1)序列表中SEQ?ID?No：1；

2)將序列表中SEQ?ID?No：1的氨基酸殘基序列經(jīng)過(guò)一至幾個(gè)氨基酸殘基的取代、缺失或填加且與植物抗病性相關(guān)的蛋白質(zhì)。