[發(fā)明專利]調(diào)控順式反應(yīng)元件GT-1的水稻轉(zhuǎn)錄因子OsGTBP及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610016049.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN105505949B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李寧;儲(chǔ)昭輝;丁新華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/82;A01H6/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一個(gè)新的調(diào)控順式反應(yīng)元件GT?1的水稻轉(zhuǎn)錄因子OsGTBP的功能驗(yàn)證和應(yīng)用，利用強(qiáng)啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)和基于RNA干擾原理的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將OsGTBP基因的超量表達(dá)載體和RNAi載體轉(zhuǎn)入水稻品種中花11，超量及抑制水稻中OsGTBP基因的表達(dá)。OsGTBP基因表達(dá)量顯著提高的遺傳轉(zhuǎn)化水稻對(duì)白葉枯病菌和紋枯病菌的抗性明顯增強(qiáng)，表達(dá)量顯著降低的遺傳轉(zhuǎn)化水稻對(duì)白葉枯病菌和紋枯病菌的抗性明顯減弱，證明OsGTBP基因在水稻抗白葉枯病和紋枯病中發(fā)揮重要作用；同時(shí)OsGTBP基因表達(dá)量顯著提高的遺傳轉(zhuǎn)化水稻對(duì)干旱的耐受性明顯增強(qiáng)，表達(dá)量顯著降低的遺傳轉(zhuǎn)化水稻對(duì)干旱的耐受性明顯減弱，證明OsGTBP基因在水稻抗旱中也發(fā)揮重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及調(diào)控病原誘導(dǎo)元件GT-1的轉(zhuǎn)錄因子OsGTBP及其在水稻改良提高對(duì)白葉枯病和紋枯病抗性及抗旱中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物在進(jìn)化過(guò)程中形成了組成型和誘導(dǎo)型的防御系統(tǒng)來(lái)抵御病原菌的侵染。其中誘導(dǎo)型系統(tǒng)受兩類基因的控制：抗病基因和抗病相關(guān)基因。大多數(shù)的抗病基因是小種特異的，并且其產(chǎn)物能夠識(shí)別病原菌分泌的激發(fā)子。抗病相關(guān)基因能夠起始導(dǎo)致防衛(wèi)反應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并且大部分抗病相關(guān)基因是小種非特異的。

到目前為止，在不同植物中已經(jīng)鑒定了大量抗病相關(guān)基因的啟動(dòng)子。在這些啟動(dòng)子中，有一些順式作用元件是抗病相關(guān)基因響應(yīng)生物脅迫所必需的，比如研究較為透徹的病原誘導(dǎo)元件GCC-盒和W-盒(Chakravarthy et al.,2003；Laloi et al.,2004)。GCC-盒通常存在于抗病相關(guān)基因的啟動(dòng)子中，比如JERE(AGACCGCC)能夠指導(dǎo)茉莉酸和激發(fā)子響應(yīng)表達(dá)(Rushton et al.,2002)，S-盒(AGCCACC)被證明能夠調(diào)控基因響應(yīng)真菌激發(fā)子表達(dá)(Kirsch et al.,2000)。W-盒是主要一類受病原誘導(dǎo)的元件，除此之外，在不同植物抗病相關(guān)基因的啟動(dòng)子中還鑒定到了其它一些病原誘導(dǎo)元件，擬南芥系統(tǒng)獲得抗性轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究已經(jīng)證明W-盒的重要性(Maleck et al.,2000；Petersen et al.,2000)。如E-盒(Grimingand Matern,1997)、GT-1(Park et al.,2004)、RAV-盒(Lee et al.,2007)及UPT-盒(Romeret al.,2010)等。

轉(zhuǎn)錄因子與作用元件的互作是調(diào)控植物基因響應(yīng)病原侵染關(guān)鍵的一步。在不同植物中，防衛(wèi)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及其結(jié)合的作用元件是比較保守的。在防衛(wèi)反應(yīng)中發(fā)揮作用的轉(zhuǎn)錄因子主要包括WRKY,ERF,bZIP和MYB(Zhang et al.,2014；Zhu et al.,2014；Fountainet al.,2015；Ibraheem et al.,2015)。WRKY轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控多種生理過(guò)程，包括防衛(wèi)反應(yīng)，W-盒是已知的WRKY蛋白結(jié)合位點(diǎn)(Eulgem et al.,2000)。ERF轉(zhuǎn)錄因子主要調(diào)控受乙烯誘導(dǎo)PR基因的表達(dá)，其特異結(jié)合GCC-盒(and Singh,2002；Dong et al.,2015；Wang et al.,2015)。bZIP轉(zhuǎn)錄因子廣泛存在于不同植物中，其中一些已被證明可以通過(guò)結(jié)合到PR基因啟動(dòng)子的as-1元件來(lái)參與防御機(jī)制(Jakoby et al.,2002)。大多數(shù)的MYB轉(zhuǎn)錄因子在擬南芥中已被深入研究，并且其中一些通過(guò)ABA信號(hào)途徑來(lái)調(diào)控抗病反應(yīng)(Dubos et al.,2010)。