[發明專利]OsGA1蛋白或與其相關的生物材料在調控植物稻瘟病抗性中的應用

在審

• 申請號: 202211376651.1
• 申請日: 2022-11-04
• 公開（公告）號: CN116064648A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 劉雨同;徐正一;南楠;王天婧
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46;C07K14/415
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 戴嵩瑋

本發明涉及基因編輯技術領域，特別是涉及OsGA1蛋白或與其相關的生物材料在調控植物稻瘟病抗性中的應用。本發明研究發現所述OsGA1蛋白或與其相關的生物材料具有調控稻瘟病的抗性的作用，通過敲除OsGA1基因，降低OsGA1蛋白的表達量，可以提高水稻稻瘟病的抗性，而過表達OsGA1基因，提高OsGA1蛋白的表達量，可以降低水稻稻瘟病的抗性。通過對水稻稻瘟病抗性基因OsGA1的鑒定及應用，育種家可開發出適合各地不同水稻種植區域的抗稻瘟病水稻品種，這將為水稻糧食增產提供重要保障。

技術領域

本發明涉及基因編輯技術領域，特別是涉及OsGA1蛋白或與其相關的生物材料在調控植物稻瘟病抗性中的應用。

背景技術

水稻是世界上50％以上人口最寶貴的主要糧食作物，為了滿足日益增長的糧食需求，到2030年，產量必須增加40％以上。這一挑戰必須通過開發耐生物和非生物脅迫的高產水稻品種來克服^[2]。在生物脅迫中，稻瘟病是對水稻高產最有害的威脅^[3,4]。稻瘟病是危害水稻生產最嚴重的真菌病害之一，是水稻田間的一種常見病害，具有危害時間長、侵染部位多和癥狀多樣等特點。稻瘟病在水稻的整個生育期均可發生，主要危害秧苗、葉片、穗、節等部位，根據被害部位的不同，可形成苗瘟、葉瘟、節瘟、穗頸瘟和谷粒瘟等病害^[5]。

Gadd45基因是在水稻中發現的全新的基因，在植物中沒有被研究過，但是動物中的Gadd45基因卻被廣泛研究。動物中首次發現的Gadd45基因是在受到與生長停滯相關的各種應激后，在誘導的基礎上鑒定的，因此被命名為生長抑制和DNA損傷誘導型(growtharrest?and?DNA-damage?inducible)基因^[[6]。gadd基因首次從中國倉鼠卵巢(CHO)細胞中克隆得到，作為在暴露于紫外線(UV)輻射后持續上調的轉錄因子的一個子集，在許多情況下，gadd基因作為生長阻滯和DNA損傷修復基因，與其他DNA損傷劑，包括甲基甲磺酸甲酯(MMS)、過氧化氫和N-乙酰氧基-2-乙酰氨基氟丁二烯都可行使生長停止信號作用^[7]。Gadd45a是這100多個cDNA克隆集合中的第45個成員。Gadd45a對與DNA損傷、細胞凋亡、細胞周期檢驗點控制、細胞損傷和其他生長調節過程有關的多種藥物有反應。Gadd45蛋白同樣參與了多種細胞過程，通常與應激信號和其他生長調節途徑相關[8]。Gadd45a被報道可以在人類細胞暴露于電離輻射(IR)后以TM依賴和蛋白激酶非依賴的方式誘導^[9]。這種誘導受p53調控^[10]，事實上，Gadd45a是發現的第一個受p53轉錄調控的應激基因^[11]。Gadd45b最初克隆為IL-6誘導的M1D+髓系前體細胞終末分化和生長阻滯后表達的基因。Gadd45g最初是作為T細胞中早期IL-2響應基因克隆的。所有三個成員都對與生長控制相關的各種環境因素做出響應。這三種蛋白質在后生動物中高度保守，昆蟲中只有一個Gadd45基因，與Gadd45g相似，表明Gadd45基因可能是祖先基因。這些蛋白質都很小(18kDa)，帶很高的負電荷，并且定位于細胞核中^[12]。

Gadd45基因作為應激相關基因在動物中具有多種功能，但Gadd45在水稻中的同源基因OsGA1并未報道其具有何種功能。

參考文獻：

[1]Khush?GS(2005)What?it?will?take?to?feed?5.0?billion?rice?consumersin?2030.Plant?Mol?Biol?59:1–6.