[發(fā)明專利]一種玉米抗病相關(guān)基因MR6及其在玉米抗病改良中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310147794.X
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103352039A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世宏;劉金亮;魏毅;賈保磊;李飛武
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于植物分子生物學(xué)與植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玉米抗病相關(guān)基因MR6的克隆、植物表達載體的構(gòu)建及其在玉米抗真菌性病害改良中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

植物病害是制約糧食增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要原因，據(jù)估計每年有30％的糧食減產(chǎn)是由病害造成的，因此控制病害是保證糧食增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的重要途徑。傳統(tǒng)的病害防治策略主要是通過雜交育種培育抗病品種，或者輔助施用化學(xué)農(nóng)藥及化學(xué)誘導(dǎo)劑的方法加以防治。植物的基因工程在近30多年的發(fā)展時間里顯示出巨大的潛力，而利用基因工程開展抗病分子育種正呈現(xiàn)出廣闊的前景。

植物在長期遺傳和變異過程中，形成了一套具有控制或抵御病原菌侵染的復(fù)雜的防衛(wèi)系統(tǒng)，防衛(wèi)系統(tǒng)的啟動和功能性運轉(zhuǎn)依賴抗病或抗病相關(guān)基因，以及防衛(wèi)基因的高效表達。抗病及抗病相關(guān)基因的克隆對于培育抗病作物品種和研究病原物與寄主作用機制具有十分重要的意義。

Npr1是擬南芥等多種植物參與防衛(wèi)反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，超量表達Npr1可以提高擬南芥等多種植物的抗病性(Cao?et?al.1998)；Pto(Tang?et?al.1999)、Cf-9(Hammond?et?al.1998)、Xa21（Wang?et?al.,1996）、N(Withamet?al.1996)等抗病基因也相繼被克隆和用于作物抗病基因工程中，但源于玉米的抗病基因研究進展緩慢，抗病基因工程相對薄弱。

玉米是我國最主要糧食作物之一，在國民經(jīng)濟生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。隨著玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，玉米種植面積在不斷擴大，而一些新老病害也交替或連年發(fā)生，從而影響了玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，其中以玉米大、小斑病和紋枯病等真菌性病害尤為突出。分離玉米抗病或抗性相關(guān)基因，用于玉米基因工程進行輔助育種和抗性改良對有效控制玉米病害、提高玉米產(chǎn)量和改善玉米品質(zhì)具有極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容:

本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種玉米抗病基因MR6，其核苷酸序列如序列表SEQ?ID?NO：1所示。

可以采用PCR技術(shù)，從已接種玉米大斑病菌的玉米的基因組、總mRNA或其反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA中擴增獲得玉米抗病基因MR6或其部分核苷酸序列，也可以采用已經(jīng)克隆的MR6基因或其部分有效片段作探針，從cDNA或基因組文庫中篩選到本發(fā)明的玉米抗病基因MR6。該基因的開放閱讀框（ORF）核苷酸長度為1236bp，編碼一種由411個氨基酸組成的抗病類似蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。該基因編碼的蛋白質(zhì)包含NB-ARC抗病基因所特有的功能域。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種玉米抗病基因MR6表達載體。

所述玉米抗病基因MR6表達載體通過下述方法構(gòu)建：將通用雙元載體pTF102的多克隆位點切除，再將其GUS基因上游的2×35S啟動子換成玉米泛素基因(Ubiquitin)啟動子，獲得遺傳轉(zhuǎn)化載體pTE102-M，將玉米抗病基因MR6用限制性內(nèi)切酶XbaI和KpnI消化后回收包含MR6完整閱讀框的DNA片段；將回收的DNA片段插入到遺傳轉(zhuǎn)化載體pTF102-M的限制性內(nèi)切酶酶切位點。

本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種上述玉米抗病基因MR6在玉米抗真菌性病害改良中的應(yīng)用。

利用分離得到的MR6基因或其有效部分連接到超量表達載體中，通過轉(zhuǎn)化病害敏感玉米，可以獲得超量表達MR6基因的抗病轉(zhuǎn)基因玉米，該轉(zhuǎn)基因玉米具有較強抗真菌性病害的能力。

本發(fā)明要解決的第四個技術(shù)問題是提供一種通過超量表達MR6基因培育抗病玉米的方法。

附圖說明:

序列表SEQ?ID?NO：1.本發(fā)明的玉米抗病基因MR6的核苷酸序列。

序列表SEQ?ID?NO：2.本發(fā)明的玉米抗病基因MR6編碼的蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

圖1.本發(fā)明的玉米抗病基因MR6編碼的蛋白質(zhì)及其功能域分布。

圖2.遺傳轉(zhuǎn)化載體pTF102-M的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3.轉(zhuǎn)基因玉米植株與非轉(zhuǎn)基因玉米植株玉米抗病基因MR6表達量檢測結(jié)果示意圖。

具體實施方式:

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1：玉米抗病基因MR6的克隆