[發(fā)明專利]OsWRKY14基因在調(diào)控水稻櫻花素合成上的應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310413383.4
• 申請(qǐng)日: 2023-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN116590306A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪高潔;陶晗;李林穎;何宇青;張雪穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 忻明年

本發(fā)明公開OsWRKY14基因在調(diào)控水稻櫻花素合成上的應(yīng)用。過表達(dá)OsWRKY14時(shí)，櫻花素含量上升；OsWRKY14基因沉默，櫻花素含量下降。OsWRKY14是櫻花素合成基因OsNOMT上游的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，實(shí)現(xiàn)提高水稻抗白葉枯病性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及OsWRKY14基因在調(diào)控水稻櫻花素合成上的應(yīng)用，特別是對(duì)白葉枯(Xanthomonas?oryzaepv.Oryzae,Xoo)抗性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

水稻是世界上最重要的糧食作物之一。培育具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆等重要農(nóng)藝性狀的水稻，對(duì)于確保水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和儲(chǔ)備優(yōu)良的基因資源非常重要。水稻白葉枯病病原菌為水稻黃單胞桿菌致病變種，發(fā)病具有突發(fā)性強(qiáng)、傳播速度快等特點(diǎn)，發(fā)病時(shí)導(dǎo)致水稻減產(chǎn)20％～50％，對(duì)水稻生產(chǎn)有巨大的危害。該病主要發(fā)生在葉鞘和葉片上，多發(fā)生在孕穗抽穗階段，可使抽穗延遲，穗形變小，粒數(shù)減少。染病的病株會(huì)分泌病菌，借露水、昆蟲等因素，在灌溉水、風(fēng)雨等條件下進(jìn)行傳播，且傳播范圍廣泛。白葉枯病會(huì)使水稻產(chǎn)量嚴(yán)重受損，因此應(yīng)對(duì)此病害，在生產(chǎn)水平上最環(huán)保而且經(jīng)濟(jì)的方式就是培育并種植抗病品種。

植保素是植物受到外界刺激或感染病菌后積累的植物次生代謝物質(zhì)，在抵御生物和非生物脅迫方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，與水稻的抗逆品質(zhì)息息相關(guān)，有關(guān)水稻植保素的研究也引起了廣泛的關(guān)注。櫻花素是水稻中最重要的類黃酮植保素。前人的研究表明，稻瘟病菌(Magnaporthe?oryzae)侵染、紫外照射、CuCl₂及茉莉酸等激素都能誘導(dǎo)水稻葉片積累櫻花素，且外源施加櫻花素能提升水稻對(duì)稻瘟病的抗性。目前，有關(guān)櫻花素的生物合成已經(jīng)研究的比較清楚，櫻花素是類黃酮合成途徑的一個(gè)分支，其合成酶包括共有的查爾酮合成酶(CHS)、查爾酮異構(gòu)酶(CHI)和自身特有的關(guān)鍵性合成酶7-O-甲酰轉(zhuǎn)移酶(naringenin7-Omethyltransferase，NOMT)。但有關(guān)櫻花素合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控分子機(jī)制的研究較少。

當(dāng)水稻受到生物脅迫時(shí)，有大量的WRKY轉(zhuǎn)錄因子被MAPKs所激活，在植物對(duì)抗病原菌中發(fā)揮功能和作用。WRKY轉(zhuǎn)錄因子激活后，會(huì)進(jìn)一步激活植物次生代謝物質(zhì)的合成，從而抵御外界的侵害。例如，灰霉菌侵染可以使磷酸化的WRKY33直接結(jié)合在植保素Camalexin途徑的結(jié)構(gòu)基因CYP71A13和PAD3的啟動(dòng)子區(qū)，轉(zhuǎn)錄激活這些基因的表達(dá)，從而正調(diào)控?cái)M南芥中Camalexin的生物合成，影響對(duì)灰霉菌的抗性。WRKY33能夠正向調(diào)控植物次生代謝物質(zhì)芥子油苷的合成從而提高芥藍(lán)對(duì)蕓薹鏈格孢引起的黑斑病的抗性。

本發(fā)明提出OsWRKY14是櫻花素合成基因OsNOMT上游的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，且遺傳學(xué)材料的實(shí)驗(yàn)證明OsWRKY14正向調(diào)控櫻花素的合成影響水稻對(duì)白葉枯病的抗性。本發(fā)明不僅有助于豐富水稻中櫻花素的代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，也為提升水稻中櫻花素的含量和對(duì)白葉枯的抗性提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種OsWRKY14基因在調(diào)控水稻櫻花素合成上的應(yīng)用。

一種調(diào)控水稻櫻花素生物合成的基因OsWRKY14，該基因具有SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列，具有SEQ?ID?NO：2所示的蛋白序列。

本發(fā)明還同時(shí)提供了含有上述基因的質(zhì)粒以及含有上述基因的植物表達(dá)載體；包括基因過表達(dá)載體35Spro::OsWRKY14-GFP。

本發(fā)明還同時(shí)提供了一種宿主細(xì)胞，該宿主細(xì)胞為大腸桿菌細(xì)胞、農(nóng)桿菌細(xì)胞。

作為優(yōu)選，過表達(dá)OsWRKY14時(shí)，櫻花素含量上升；反之，OsWRKY14基因沉默時(shí)，櫻花素含量下降。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供OsWRKY14基因在提高水稻抗白葉枯病上的應(yīng)用。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)基因水稻，將水稻中OsWRKY14基因進(jìn)行過表達(dá)獲得。