一种蛋白质的相关生物材料在增强水稻白叶枯病抗性中的应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种蛋白质的相关生物材料在增强水稻白叶枯病抗性中的应用。所述蛋白质如下1)或2)：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将SEQ ID NO.1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且由SEQ ID NO.1衍生的蛋白质；所述相关生物材料为如下任一所示：31)破坏所述蛋白质的基因的表达和/或降低所述蛋白质的含量的核酸分子；32)含有31)所述核酸分子的表达盒、重组载体或重组微生物。通过敲除或抑制该基因可实现水稻对病原菌抗性的提高和品种的改良，所以本发明专利技术基因和蛋白对农业生产具有重要意义。和蛋白对农业生产具有重要意义。和蛋白对农业生产具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种蛋白质的相关生物材料在增强水稻白叶枯病抗性中的应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，具体涉及一种蛋白质的相关生物材料在增强水稻白叶枯病抗性中的应用。

技术介绍

[0002]植物为了保护自身免于各种病原菌的侵袭，逐渐进化形成了多层次的防御体系，即先天免疫系统，主要包含PAMP诱导的免疫反应PTI和效应因子诱导的免疫反应ETI。
[0003]PTI主要是利用宿主细胞膜上的正调控因子模式识别受体PRRs识别病原菌的PAMPs，进而激活下游的丝裂原激活蛋白激酶MAPKs的级联信号通路或钙依赖性蛋白激酶通路CDPKs，引发植物的抗病反应抵抗各种病原菌的侵入。拟南芥EDR1作为一个Raf样MAPKKK蛋白激酶，通过与蛋白激酶MKK4/MKK5直接相互作用，负调控MKK4/MKK5
‑
MPK3/MPK6信号通路。edr1突变体表现出对丁香假单胞杆菌、白粉菌和卵菌的抗病表型；edr1突变体的抗性依赖于糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白LLG1、油菜素类固醇信号激酶BSK1和E3泛素连接酶KEG。LLG1作为一个共受体，与PAMP受体FLS2和EFR互作，调控免疫反应；与调控生长发育关键蛋白激酶FER结合，控制生长发育。BSK1属于胞质型类受体激酶第XII亚家族成员，与FLS2在同一复合体中，对于激活FLS2信号通路至关重要。KEG招募EDR1在反式高尔基体和早胞内体上定位。
[0004]EDR4(Enhanced Disease Resistance4)编码的蛋白包含一个Coiled
>‑
Coil结构域、四个LCRs结构域和一个Duf3133结构域。EDR4蛋白定位于质膜和内膜系统上，负调控对白粉病的抗性，同时该抗性依赖于水杨酸信号途径。EDR4通过与EDR1的相互作用，调控EDR1蛋白在白粉病菌的侵入位置的聚集。由于细胞运输相关网格蛋白重链蛋白亚基CHC2与EDR4在植物体内相互作用，且chc2突变体也影响EDR1蛋白在白粉病菌的侵入位置的聚集，推测EDR4可能作为衔接蛋白与网格蛋白形成复合体参与内吞作用调节EDR1的亚细胞定位来调控植物的抗病反应。网格蛋白介导的内吞作用是胞吞的一个主要途径，尽管CME的其它组分还有待发现，但CME接头蛋白以及其功能分析对我们重新认识CME在植物中作用提供了新的方向。例如，flg22、elf18和pep1触发的FLS2、EFR和PEPR1/2的囊泡运输均表现出依赖CME。最近的研究还发现，EDR4正调控拟南芥对丁香假单胞杆菌的抗性；该抗性依赖于互作蛋白RECEPTOR
‑
LIKE KINASE 902和BSK1传递的信号通路，其中EDR4和CHC2调节RLK902在细胞内的积累与运输。目前，EDR1在水稻抗白叶枯病病原菌PXO61、PXO86和PXO99的功能已有报道。
[0005]水稻作为一种重要的粮食作物，白叶枯病是其最严重的细菌性病害，高产水稻品种易感程度高，很容易发生大量减产，因此，如何提高水稻的白叶枯病抗性是本专利技术要解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面，提供一种蛋白质的相关生物材料在
增强水稻白叶枯病抗性中的应用，所述蛋白质如下1)或2)：
[0007]1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0008]2)将SEQ ID NO.1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且由SEQ ID NO.1衍生的蛋白质；
[0009]所述相关生物材料为如下任一所示：
[0010]31)破坏所述蛋白质的基因的表达和/或降低所述蛋白质的含量的核酸分子；
[0011]32)含有31)所述核酸分子的表达盒、重组载体或重组微生物。
[0012]进一步的，1)所述基因如下任一所示：
[0013]A1)SEQ ID NO.2的第1740
‑
4586位所示的核苷酸序列；
[0014]B2)编码SEQ ID NO.1所示蛋白质的核苷酸序列；
[0015]C3)在高严谨条件下可与SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列杂交且编码SEQ ID NO.1所示蛋白质的核苷酸序列；
[0016]D4)与A 1)或B 2)或C 3)限定的核苷酸序列具有90％以上同源性，且编码SEQ ID NO.1所示蛋白质的核苷酸序列。
[0017]上述高严谨条件可为用6
×
SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下杂交，然后用2
×
SSC，0.1％SDS和1
×
SSC，0.1％SDS各洗膜一次。
[0018]本专利技术的第二个方面，提供所述的相关生物材料在培育白叶枯病抗性增强的基因突变水稻中的应用。
[0019]本专利技术的第三个方面，提供一种构建白叶枯病抗性增强的基因突变水稻的方法，所述方法包括破坏目的水稻的所述蛋白质的基因的表达和/或降低所述蛋白质的含量，得到基因突变水稻。
[0020]进一步的，所述破坏目的水稻中所述蛋白质的基因的表达和/或降低所述蛋白质的含量的方法为通过对所述目的水稻中所述蛋白质的基因进行敲除或抑制来实现的。
[0021]更进一步的，所述破坏目的水稻中所述蛋白质的基因的表达和/或降低所述蛋白质的含量的方法为利用RNA干扰、CRISPR/Cas9技术或TALEN技术对目的水稻的所述蛋白质的基因敲除或抑制来实现的。
[0022]更进一步的，所述CRISPR/Cas9技术中的靶序列如SEQ ID NO.3所示。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术首次通过CRISPR/Cas9的方法验证了水稻中一个与白叶枯病抗性相关的基因。该基因编码区总共有2751个核苷酸组成，两个外显子，序列如SEQ ID NO.2的第1740
‑
1857位和第1954
‑
4586位核苷酸所示。所述基因编码的蛋白共有916个氨基酸组成，序列如SEQ ID No.2所示，敲除或抑制该基因可实现水稻对病原菌抗性的提高和品种的改良，所以本专利技术基因和蛋白对农业生产具有重要意义。
附图说明
[0025]图1为LOC4329315 sgRNA的靶标序列位置。
[0026]图2为BGK03载体示意图。
[0027]图3为LOC4329315基因编辑位置示意图。
[0028]图4为LOC4329315的CRISPR/Cas9基因编辑水稻的基因编辑效果验证。
[0029]图5为接种PXO99的基因编辑突变体的病斑长度(A)和表型(B)。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明，但不应理解为本专利技术的限制。如未特殊说明，下述实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质的相关生物材料在增强水稻白叶枯病抗性中的应用，其特征在于，所述蛋白质如下1)或2)：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将SEQ ID NO.1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且由SEQ ID NO.1衍生的蛋白质；所述相关生物材料为如下任一所示：31)破坏所述蛋白质的基因的表达和/或降低所述蛋白质的含量的核酸分子；32)含有31)所述核酸分子的表达盒、重组载体或重组微生物。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，31)所述基因如下任一所示：A1)SEQ ID NO.2的第1740
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4586位所示的核苷酸序列；B2)编码SEQ ID NO.1所示蛋白质的核苷酸序列；C3)在高严谨条件下可与SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列杂交且编码SEQ ID NO.1所示蛋白质的核苷酸序列；D4)与A 1)或B 2)或C 3)限定的核苷酸序列具有90％以上同源性，且编码SEQ ID NO.1所示蛋白质的核苷酸序列。3.权利要求1中所述的相关生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：武广珩，傅仙玉，张国栋，张传海，吕橄，赵升云，
申请(专利权)人：武夷学院，
类型：发明
国别省市：