抗病基因OsRLR1、转录因子OsWRKY19以及在水稻抗白叶枯病育种中的应用制造技术

本发明专利技术涉及抗病基因OsRLR1、转录因子OsWRKY19以及在水稻抗白叶枯病育种中的应用，本发明专利技术利用分子生物学与生物化学技术表明超量表达OsRLR1增强了对白叶枯病的抗性。OsRLR1与转录因子OsWRKY19发生蛋白质的相互作用，且均能增强对白叶枯病的抗性反应。水稻抗病基因OsRLR1的突变导致了叶片出现褐色的类病斑，增强了水稻病程相关基因的表达，激活了体内的免疫反应，对白叶枯病的抗性增强。本发明专利技术为增强水稻的白叶枯病抗病性和提高水稻产量开辟新的途径。

Osrlr1, oswrky19 and their application in rice breeding for resistance to bacterial blight

【技术实现步骤摘要】
抗病基因OsRLR1、转录因子OsWRKY19以及在水稻抗白叶枯病育种中的应用
本专利技术属于分子生物学
，涉及基因OsRLR1、转录因子OsWRKY19以及在水稻抗白叶枯病育种中的应用。
技术介绍
目前水稻白叶枯病的防治主要依赖于传统的化学药剂，但其环保及抗药性问题日益严重。而新兴的生物防治由于拮抗微生物筛选困难、防治效果不稳定以及成本较高而很难得到推广和应用(陈立华etal.，2014；刘薇，杨超，邹剑锋&宋娟，2009)。目前的研究挖掘了一些白叶枯病抗性的QTL位点，而关于水稻白叶枯病抗性分子机制的研究甚少。因而筛选水稻白叶枯病抗性基因并应用于分子育种，产生高产高抗水稻品种，而较少农药的使用，既使农民增收也能保护环境(Wasano&Hirota，1986)。植物在生长和发育过程中受到各种生物和非生物胁迫。为了阻止病菌的侵害，植物进化了复杂的两个防御系统(Dangl&Jones2001年；Matzinger2002年)。当病原体突破植物细胞壁的防御时，病菌的保守结构，如鞭毛蛋白，几丁质和肽聚糖，通过模式识别植物体的PRR受体，激活植物体的第一道免疫系统—PTI(Zipfel&Felix2005；Kaku等人。2006年；Liu等人。2012年)。当病原体试图绕过PTI的抑制进一步侵染植物时，就会分泌一些无毒的效应因子，来麻木植物的免疫系统。但无毒的效应因子可以被特异的植物体内的抗病蛋白(R)识别，进而激活植物体的第二道防御系统ETI(BelkHadir等，2004年)。为了提高植株的整体抗性，由信号分子水杨酸(SA)介导的系统获得性抵抗(SAR)可以持久的激活植物体的免疫反应，防止病菌的进一步侵染。抗病反应由于R基因突变的持续激活通常会导致活性氧(ROS)爆发和过敏性抵抗(HR)细胞死亡。目前，白叶枯病的抗病机制相对于稻瘟病的研究较为浅显，而且克隆的抗病基因的基因家族并不固定，包括膜上的类受体PRR蛋白和抗病基因R蛋白(Liuetal.,2014)。众所周知，白叶枯病作为水稻的三大病害之一，一旦发病对水稻的生长发育以及灌浆结实都有严重影响。所以，克隆相关的白叶枯病相关基因，并探究其作用机制和应用具有重要价值。目前克隆的白叶枯病的抗病基因仅有不到十个，因而克隆白叶枯病的抗性基因，并清晰的解析其抗性的作用机制对于白叶枯病抗病育种应用具有十分重要的理论意义与实践效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供水稻抗病基因OsRLR1及编码蛋白、水稻转录因子OsWRKY19及编码蛋白，以及在水稻抗白叶枯病育种中的应用。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、水稻抗病基因OsRLR1，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。2、水稻抗病基因OsRLR1的编码蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。3、水稻转录因子OsWRKY19，其核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。4、水稻转录因子OsWRKY19的编码蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.4所示。5、上述水稻抗病基因OsRLR1或编码蛋白在水稻抗白叶枯病育种中的应用。6、上述水稻转录因子OsWRKY19或编码蛋白在水稻抗白叶枯病育种中的应用。7、上述水稻抗病基因OsRLR1与水稻转录因子OsWRKY19的相互作用在水稻抗白叶枯病育种中的应用。优选的，所述水稻品种为缙恢10号。本专利技术的有益效果在于：申请人发现缙恢10号的遗传背景下突变OsRLR1(LOC_Os10g07978)基因后的突变体rlr1对白叶枯病的抗性增强。本专利技术利用分子生物学与生物化学技术表明超量表达OsRLR1增强了对白叶枯病的抗性。OsRLR1与转录因子OsWRKY19发生了蛋白质的相互作用。为了进一步研究，本专利技术利用转基因技术在突变体rlr1中，干涉基因OsWRKY19的表达，得到了纯合的转基因植株。由抗病反应持续激活导致的转基因植株的表型和农艺性状均得到不同程度的恢复。白叶枯病接种实验也表明：超表达OsRLR1能够增强植株对白叶枯病的抗病性。同时，干涉基因OsWRKY19的表达后，转基因植株对白叶枯病的抗性减弱，因而OsRLR1和OsWRKY19发生蛋白质的相互作用，且均能增强对白叶枯病的抗性反应。水稻抗病基因OsRLR1的突变导致了叶片出现褐色的类病斑，增强了水稻病程相关基因的表达，激活了体内的免疫反应，对白叶枯病的抗性增强。在野生型中，超量表达OsRLR1对白叶枯病的抗性增强。在突变体rlr1中，干涉基因OsWRKY19的表达，导致了突变体rlr1对白叶枯病的抗性减弱。本专利技术清晰地解析了OsRLR1抗白叶枯病的作用机制是由基因OsWRKY19的发生蛋白质的相互作用而介导的，并且，OsWRKY19能够直接激活抗病反应最下游的病程相关基因OsPR10(基因编号：LOC_Os12g36880)的表达，直接激活水稻的防御反应。因此，本专利技术为增强水稻的白叶枯病抗病性和提高水稻产量开辟新的途径。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为野生型(WT)和突变体rlr1对白叶枯病的抗性；A：野生型(左)和rlr1突变体(右)的叶片在接种白叶枯病后的表型；B：野生型和OsRLR1突变体在接种白叶枯病后第5,10,15天的病斑长度统计；C：野生型和OsRLR1突变体在接种白叶枯病后第15天的生物量统计。图2为超量表达OsRLR1增强了对白叶枯病的抗性；A:接种白叶枯病的野生型(左)、rlr1突变体(中)和超量表达OsRLR1(右)水稻叶片；B:在接种白叶枯病后第5,10,15天的病斑长度统计；C:在接种白叶枯病后第15天的生物量统计。图3为OsRLR1蛋白与OsWRKY19蛋白相互作用；A：以OsRLR1的CC结构域为诱饵，通过酵母双杂交系统(Y2H)筛选5种WRKY蛋白：OsWRKY13，OsWRKY19，OsWRKY47，OsWRKY68和OsWRKY76。OsRLR1的CC结构域(OsRLR1CC)与OsWRKY19相互作用；B：OsWRKY19与OsRLR1的不同截短蛋白之间互作。C：BiFC法检测烟草叶片OsRLR1-cYFP和OsWRKY19-nYFP、OsRLR1-cYFP和nYFP、cYFP和OsWRKY19-nYFP的共表达。D：BiFC法测定烟草叶片叶片OsRLR1M-cYFP和OsWRKY19-nYFP、OsRLR1M-cYFP和nYFP、cYFP和OsWRKY19-nYFP的共表达。图4为在OsRLR1的突变体内干涉基因OsWRKY19的表型分析；A：OsWRKY19在突变体遗传背景下干涉WRKY19的T0代植株中的相对表达，L1-L4是不同的转基因系。B-D：野生型、rlr1和纯合子干涉WRKY19的植株分蘖期的植株表型。E-G：野生型、rlr1和纯合子干涉WRKY19的植物的叶片；1、2和3代表从上到下的倒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水稻抗病基因OsRLR1，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.水稻抗病基因OsRLR1，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。


2.权利要求1所述水稻抗病基因OsRLR1的编码蛋白，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。


3.水稻转录因子OsWRKY19，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。


4.权利要求3所述水稻转录因子OsWRKY19的编码蛋白，其特征在于，其氨基酸序...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光华，杜丹，桑贤春，张长伟，李云峰，凌英华，杨正林，邢亚迪，鲁欣，蔡林军，员菡，张秋丽，张莹莹，陈新龙，刘明明，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50