本发明专利技术公开了一种水稻稻瘟病抗性基因对TP22及其应用。本发明专利技术公开了水稻稻瘟病新抗性基因对TP22中两个基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸多肽序列。该基因对中两个基因均属于NBS‑LRR类型抗病基因家族的成员。本发明专利技术中的抗稻瘟病的两个基因克隆自对稻瘟病菌表现出高抗的水稻品系，并将其同时转化至对稻瘟病菌感病的品种中，利用稻瘟病菌侵染的方法对其抗病能力进行评估，从而最终确定该基因对对于水稻稻瘟病具有抗性。
TP22 as a Resistance Gene to Rice Blast and Its Application
The invention discloses a rice blast resistance gene pair TP22 and its application. The present invention discloses the nucleotide sequence of two genes in TP22 and the amino acid polypeptide sequence encoded by the new resistance gene to rice blast. Both of the two genes belong to the NBS LRR resistance gene family. The two genes resistant to rice blast in the present invention are cloned from rice strains which show high resistance to rice blast fungus and transformed into rice varieties susceptible to rice blast fungus at the same time. The resistance of the two genes to rice blast fungus is evaluated by the method of rice blast fungus infection, so that the resistance of the gene to rice blast is finally determined.
【技术实现步骤摘要】
一种水稻稻瘟病抗性基因对TP22及其应用
本专利技术属于基因工程
，尤其是涉及一种水稻稻瘟病抗性基因对TP22及其应用。
技术介绍
水稻是全球重要的粮食作物，养活了全世界超30亿的人口，也是我国最主要的粮食栽培作物之一。然而每年有10-30％的水稻产量会由于稻瘟病而损失(SkamniotiandGurr2009；Miahetal.2012；Imametal.2013)。作为水稻最致命性的病害，它的病原物，稻瘟病菌可以感染几乎所有生长发育阶段的水稻，且有侵害时间长、病症情况多于感染部位广等特点。稻瘟病可以根据其感染水稻的时期与侵染部位进行分类。如苗瘟、叶瘟、叶枕瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟等。自然界中的植物，包括水稻都在长期与病原菌的互作中进化出了数量庞大的抗病基因，基于这一理论基础，植物抗病及抗病相关分子水平的研究取得了突破性进展，人们对抗病基因的结构功能与遗传变异有了全新的认识，辅以日渐成熟的分子生物学和农业栽培技术，抗病基因的分离和利用使水稻抗病基因库和抗性品种得以丰富，其中主要类型的抗病基因为NBS-LRR结构类型(Nucleotide-bindingsiteandleucine-rich-repeat，即核苷酸结合位点和富亮氨酸重复蛋白)的抗病基因，它们在结构与功能上具高度的相似性和独特的遗传特性，为快速克隆和鉴定这些基因提供了理论基础和机遇。实践证明，目前最有效的防治稻瘟病菌的策略是利用水稻自身的稻瘟病抗性基因进行抗性育种(Skamniotietal.2009)，这种方法可以既可以避免传统的农药防治的低效和环境污染，也解决了杂交培育耗时耗力的问题。然而由于稻瘟病致病生理小种极快的变异速度(Xueatal.2012；Kiyosawa.1982)，我们仍然面对着已有抗病基因的抗性迅速丧失且寻找新的抗病资源越来越难的局面。人们普遍认为，对应易变的病原菌，水稻必须拥有很多抗病基因，我们发现，利用水稻抗病品种Tetep为抗性来源的现代栽培稻中，其抗性表现也与其继承的NBS-LRR基因数量有关。但我们也发现Tetep基因组中的NBS-LRR基因数量并没有明显多于其他水稻栽培种如日本晴、明恢63和R498。另一方面，在物理距离上，NBS-LRR基因多在基因组中成簇存在；功能上，已有若干报道证实在拟南芥及水稻中，两个NBS-LRR基因可以构成抗病功能单元，在这样的基因对中，其中一个基因(即“感应基因”)编码可以识别病原菌效应分子的蛋白，另一个基因(即“辅助基因”)则激活防御反应的信号转导，二者共同发挥功能，可以对病原物表现出强抗性。，而在Tetep基因组中我们发现20％以上的NBS-LRR基因成对存在，这就提示我们传统的针对单个抗病基因的利用思路忽略了抗病基因通过组合、协作发挥更强抗性表现的机制，这可能也是目前通过克隆技术得到改良的品系少有能够表现出对稻瘟病菌广谱而持久的抗性的原因。由于现阶段克隆并直接转化抗病基因可能仍是最直接有效的培育抗病品种的途径，因此我们需要从NBS-LRR基因对的抗病机制出发，对抗病基因资源进行挖掘和转化，以期显著改善水稻抗病育种效率。本专利技术利用生物信息学手段，结合NBS-LRR类抗病基因对的结构特征和进化模式，在Tetep基因组中鉴定可能的抗病基因对并将其两两快速克隆转化，经过筛选，能够高效地从Tetep中分离出具有广谱稻瘟病抗性的基因对。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种对水稻稻瘟病具有抗性的水稻稻瘟病抗性基因对TP22及其应用。本专利技术的目的是，分离克隆水稻抗病品种Tetep中携带的稻瘟病抗性基因对TP22及包含调控这两个基因(chr11.fgenesh2445/chr11.fgenesh2446)的启动子的DNA片段。本专利技术的另一个目的是提供上述稻瘟病抗性基因对TP22中两个基因(chr11.fgenesh2445/chr11.fgenesh2446)所编码的蛋白质序列。本专利技术的另一个目的是提供含有上述抗性基因的载体。本专利技术的另一个目的是提供上述载体转化的转基因植株。本专利技术的另一个目的是提供上述蛋白质在制备抗稻瘟病药物中的应用。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本专利技术的一种水稻抗稻瘟病基因对TP22，为如下(1)至(3)所述的基因对：(1)核苷酸序列分别如SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示的核苷酸序列；(2)核苷酸序列与序列表中的SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示的核苷酸序列在相似度上≥95％相似的核苷酸序列，或其核苷酸序列的功能相当于SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示核苷酸序列的亚片段；(3)将序列表中的SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示的核苷酸序列经过替换、缺失或增加一个或多个核苷酸且编码相同氨基酸序列的核苷酸序列。本专利技术涉及克隆和鉴定一种抗性基因对TP22中两个基因(chr11.fgenesh2445/chr11.fgenesh2446)的DNA片段，此基因对中的两个基因编码的蛋白共同作用能使水稻对稻瘟病菌所引起的病害产生广谱性的抗病反应。本专利技术所述的水稻抗稻瘟病基因对TP22的编码蛋白对。进一步地，所述的编码蛋白对的氨基酸序列分别如SEQIDNO:3和SEQIDNO:4所示，或SEQIDNO:3和SEQIDNO:4所示的序列经过替换、缺失、或添加部分氨基酸而形成的具有相同功能的氨基酸序列。这两段DNA序列均编码NBS-LRR类蛋白，其氨基酸序列分别如SEQIDNO:3和SEQIDNO:4所示。所分离、克隆的TP22抗性基因对编码的NBS-LRR蛋白包含两个主要的结构域：NBS和LRR区域，其中chr11.fgenesh2445编码的蛋白的C-末端有11个LRR重复，chr11.fgenesh2446编码的蛋白的C-末端有3个LRR重复。本专利技术的一种调控所述水稻抗稻瘟病基因对TP22中两个基因的启动子，其启动子的核苷酸序列分别如SEQIDNO:5和SEQIDNO:6所示。本专利技术的含有所述的基因对的转化载体。本专利技术的含有所述的转化载体的宿主细胞为根癌农杆菌EHA105。本专利技术的含有所述的转化载体的转基因植物。本专利技术所述的水稻抗稻瘟病基因对TP22在抗稻瘟病水稻育种中的应用。本专利技术所述的编码蛋白对在制备抗稻瘟病药物中的应用。有益效果：本专利技术将克隆的抗稻瘟病基因对转入感病的植物中，有助于获得新的抗病植物。克隆的抗病基因对能在不同的物种间转移并利用，从而能够克服传统抗病育种中远缘杂交的困难。此外，鉴于基因对在水稻的抗病过程中以功能单元的形式共同发挥作用，能够有效提高转基因植株的抗性，扩大其对稻瘟病菌的抗谱。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术提供的稻瘟病抗性基因对TP22具有重要的应用价值。将所述的TP22基因对中的两个序列用任何一种转化方法同时导入水稻或其他植物细胞，可获得表达所述基因对的转基因抗病品种，从而应用于生产。本专利技术所述的基因对构建到植物转化载体中，可以对所述基因或其调控序列适当修饰，也可以用其它启动子取代所述基因原有的启动子，从而拓宽抗谱或增强抗性。(2)本专利技术还能够进一步提供或应用上述DNA片段获得的抗病转基因植株和相应的种子，以及用本专利技术的基因或基于该基因的重组体转化的植株或由这类植本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水稻抗稻瘟病基因对TP22，为如下(1)至(3)所述的基因对：(1)核苷酸序列分别如SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列；(2)核苷酸序列与序列表中的SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列在相似度上≥95％相似的核苷酸序列，或其核苷酸序列的功能相当于SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的亚片段；(3)将序列表中的SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列经过替换、缺失或增加一个或多个核苷酸且编码相同氨基酸序列的核苷酸序列。
【技术特征摘要】
1.一种水稻抗稻瘟病基因对TP22，为如下(1)至(3)所述的基因对：(1)核苷酸序列分别如SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示的核苷酸序列；(2)核苷酸序列与序列表中的SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示的核苷酸序列在相似度上≥95％相似的核苷酸序列，或其核苷酸序列的功能相当于SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示核苷酸序列的亚片段；(3)将序列表中的SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示的核苷酸序列经过替换、缺失或增加一个或多个核苷酸且编码相同氨基酸序列的核苷酸序列。2.权利要求1所述的水稻抗稻瘟病基因对TP22的编码蛋白对。3.根据权利要求2所述的编码蛋白对，其特征在于：所述的编码蛋...
【专利技术属性】
技术研发人员：田大成，王观，杨四海，张小辉，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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