[發(fā)明專利]提高稻瘟病抗性的水稻OsMOS4基因及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410037501.7
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103789324A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏更壽
• 申請（專利權(quán)）人: 麗水學(xué)院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 張健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高稻瘟病抗性的水稻OsMOS4基因，本發(fā)明還涉及該水稻OsMOS4基因的稻瘟病抗性應(yīng)用。?

背景技術(shù)

在植物育種上應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，能夠克服傳統(tǒng)育種法的種間隔離現(xiàn)象，為培育作物抗病品種提供了新思路，大大提高了育種效率，顯著地縮短了育種周期[1]。植物對病原菌侵害的防御，一方面是靠植株（主要是葉片）表面的蠟層、角質(zhì)層等特殊細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)及分泌毒素等建立第一道防線，這些防衛(wèi)措施沒有專一性，可以對較廣范圍病原起作用[2]；另一方面，如果病原菌突破了上述的第一道防線，植物細(xì)胞表面的受體基因（PTI途徑）和體內(nèi)的（ETI途徑）抗性基因（Rgene）編碼的蛋白會對病原菌有特異性的識別，啟動一系列防衛(wèi)基因的表達(dá)，然后進(jìn)行自身防衛(wèi)[3,4]。系統(tǒng)獲得抗性(systemic?acquired?resistance，SAR)即是指植物受到病原微生物的局部侵染后所表現(xiàn)出的整體水平的抗性，它是一種系統(tǒng)的、非專化、長效的抵御病原微生物的機制[5-7]。SAR可以提高植株對細(xì)菌、真菌以及病毒的持久抗性，其信號通路是由R基因和avr基因識別后[8,9]，導(dǎo)致細(xì)胞程序性死亡，產(chǎn)生過敏反應(yīng)（HR），之后由HR產(chǎn)生的局部抗性通過信號分子的傳導(dǎo)導(dǎo)致植株體內(nèi)水楊酸的積累，進(jìn)而誘導(dǎo)一系列抗病防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)基因的激活表達(dá)，從而抵御病原菌的侵染，產(chǎn)生系統(tǒng)獲得抗性SAR[10]。?

稻瘟病是水稻生長過程中可能發(fā)生的重要病害之一，系統(tǒng)獲得抗性(systemic?acquired?resistance，SAR)是植物抗病的重要機制，在擬南芥中NPR、SNC、MOS、EDS類蛋白參與了SAR反應(yīng)，但在水稻中該反應(yīng)相關(guān)基因并不清楚。?

近年來，擬南芥中SAR相關(guān)基因的克隆獲得了突破性的進(jìn)展，特別是1997年擬南芥中NPR1基因的克隆，證實了NPR1基因在調(diào)控擬南芥的SAR反應(yīng)中起到中心作用[11]。擬南芥中過量表達(dá)NPR1基因，可以使擬南芥產(chǎn)生SAR反應(yīng)，并對多種植物病原菌的抗性顯著提高[11]。最近的研究表明組成型表達(dá)NPR1基因的水稻轉(zhuǎn)基因植株對白葉枯病和稻瘟病都表現(xiàn)出明顯抗性。除了NPR1外，近些年來在擬南芥中又先后克隆了eds1[12]、SNC1[13]、NPR4[14]、MOS[15]等一系列控制植物SAR反應(yīng)的關(guān)鍵基因。SNC1單突變植株，植株表現(xiàn)出明顯的矮化、黃化、葉片卷曲等水楊酸植株體內(nèi)積累的表型，而MOS/SNC1雙突變植株受水楊酸在植株體內(nèi)積累的影響明顯減小，表明在抗病信號通路中MOS（modifier?of?SNC1）是SNC1上游的一個修飾基因，對SNC1所引發(fā)的感病性具有一定的修飾作用。目前，關(guān)于NPR等參與的SAR信號通路的研究雖取得了一定進(jìn)展，但在水稻中尚沒有MOS類型基因功能的報道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種提高稻瘟病抗性的水稻OsMOS4基因，解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下水稻的抗性差，難以有效抵抗稻瘟病的問題。?

本發(fā)明還提供了上述的水稻OsMOS4基因的稻瘟病抗性應(yīng)用。?

本發(fā)明的技術(shù)方案是，利用水稻的基因組數(shù)據(jù)庫，對水稻MOS類基因進(jìn)行篩選和分析，采用RT-PCR方法克隆一個MOS類的水稻基因，命名為?OsMOS4，將所述OsMOS4基因?qū)胫参锛?xì)胞、組織或器官，再將被轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞、組織或器官培育成植株，得到抗病性提高的轉(zhuǎn)基因植株，并證明該基因具有增強水稻稻瘟病抗性的功能。?

本發(fā)明的有益效果是，利用水稻基因組信息，克隆得到一個MOS類基因，命名為OsMOS4，能夠?qū)λ綩sMOS4基因進(jìn)行過量表達(dá)和RNAi沉默表達(dá)，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化獲得轉(zhuǎn)基因水稻。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因植株對稻瘟病菌抗性測定及其水楊酸含量分析，結(jié)果表明OsMOS4過量表達(dá)植株葉片內(nèi)的水楊酸含量顯著多于對照組，而RNAi轉(zhuǎn)基因株系則低于對照組。此外，稻瘟病菌接種過量表達(dá)植株可增強水稻抗病能力，表明OsMOS4基因可參與水稻的抗病性調(diào)控，而且可能是水稻SAR途徑的關(guān)鍵基因，該基因的表達(dá)可促進(jìn)水稻抗病能力提高，具有較好的開發(fā)前景。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明OsMOS4水稻基因的載體結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是本發(fā)明OsMOS4水稻基因的RT-PCR擴增；?

圖3是本發(fā)明OsMOS4基因的MOS蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化分析圖；?

圖4是本發(fā)明OsMOS4基因的MOS蛋白的核定位信號分析；?

圖5是本發(fā)明OsMOS4基因的遺傳轉(zhuǎn)化與檢測；?