PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用制造技术

本发明专利技术属于生物基因工程技术领域，具体涉及PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用。本发明专利技术提供了PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示

【技术实现步骤摘要】
PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用


[0001]本专利技术属于生物基因工程
，具体涉及PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用。

技术介绍

[0002]稻瘟病(Rice blast)是稻作生产中的主要病害，由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引发的真菌性病害可造成大幅度减产，稻瘟病素有“水稻癌症”之称，严重危害水稻的产量和品质。目前，稻瘟病的田间防治手段仍以化学防治为主，结合选用抗病品种，以期达到抗病防治的目的。但随着化学药剂的大量施用以及病原菌的致病性变化，现有的防治方法很难达到绿色生产的需求，因此发掘和选育新的抗性品种是防治水稻稻瘟病的安全有效的策略。
[0003]紫色酸性磷酸酶(purple acidphosphatases,PAPs)是一种广泛存在于植物体内的金属磷酸酶类，其在弱酸性条件下表现出最大酶活性，能够有效催化磷酸酯或酸酐的水解。磷是植物生长发育过程中必需的大量营养元素之一，对植物新陈代谢和正常生长发育有着极其重要的作用。磷素不仅构成了生物细胞内包括核酸，磷脂等在内的数百种的重要化合物分子，而且还参与了植物体内许多重要的生理生化过程，如光合作用和能量代谢，酶活性，细胞信号调控等,因此对植物生长发育及作物产量形成等具有重要影响。植物在缺磷条件下，显著诱导分泌多种PAP，将胞外的有机磷降解为无机磷供植物吸收利用，进而提高植物对缺磷胁迫的适应性。在调节植物碳代谢、细胞壁合成和抵御病菌侵染等方面PAPs同样也发挥重要生理作用，但是目前并没有将稻瘟病抗性与PAPs进行关联的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用，PAP10a负调控水稻对稻瘟病的防御反应，PAP10a过表达植物对稻瘟病菌更易感，敲除PAP10a增强水稻对稻瘟病的抗性，对选育新的水稻抗稻瘟病品种具有重要的研究价值。
[0005]本专利技术提供了PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0006]优选的，所述PAP10a基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0007]本专利技术还提供了一种改变水稻对稻瘟病抗性的方法，包括在水稻基因组中，对PAP10a基因进行基因编辑，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0008]优选的，所述基因编辑包括敲低所述PAP10a基因的表达、敲除所述PAP10a基因或过表达所述PAP10a基因。
[0009]优选的，敲除所述PAP10a基因的方法包括CRISPR/Cas9基因编辑方法；
[0010]过表达所述PAP10a基因的方法包括植物过表达载体的遗传转化方法。
[0011]本专利技术还提供了一种敲除PAP10a基因提高水稻对稻瘟病抗性的方法，包括利用CRISPR/Cas9基因编辑的方法敲除水稻基因组中PAP10a基因，所述PAP10a基因编码蛋白质
的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0012]优选的，所述植物基因编辑的基础载体包括pRGEB31载体(CRISPR载体构建参考文献Targeted Gene Mutation in Rice Using a CRISPR
‑
Cas9 System)。
[0013]本专利技术还提供了一种过表达PAP10a基因降低水稻对稻瘟病抗性的方法，包括将包含PAP10a基因的植物过表达载体，利用遗传转化的方法转化目标水稻。
[0014]优选的，所述植物过表达载体的基础载体包括pTF101
‑
ubi载体。该载体基于商业化载体pTF101.1优化(由寿惠霞等人报道于2010年，文章信息doi:10.1371/journal.pone.0010190)。
[0015]本专利技术还提供了PAP10a基因在创制不同稻瘟病抗性的水稻种质和/或研制水稻稻瘟病药物中的应用。
[0016]有益效果：本专利技术提供了PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本专利技术实施例中通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，对受体水稻中的PAP10a基因进行编辑，获得PAP10a敲除的转基因植株pap10a。同时通过过表达转基因技术获得PAP10a过表达转基因植株PAP10a
‑
OE。按照水稻稻瘟病抗性室内离体叶片鉴定技术规程，通过接种稻瘟病菌Guy11(由中国农业大学植物保护学院杨俊教授提供)进行抗性鉴定发现，与野生型水稻相比，pap10a更加抗病，PAP10a
‑
OE则更加感病。证实PAP10a与水稻对稻瘟病的抗性相关，可用于创制水稻稻瘟病抗性新种质。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为pap10a转化株系分析图；
[0019]图2为PAP10a
‑
OE转化株系分析图；
[0020]图3为pap10a和PAP10a
‑
OE转基因水稻接种稻瘟病后表型。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示：MVDRIGAAWWCACAVGMLVVGACLAGETSEYRRQLGSAVDMPLDADVFRAPPGRNAPQQVHITQGNHDGTAMIISWVTTIEPGSSTVLYGTSEDNLNFSADGKHTQYTFYNYTSGYIHHCTIKKLEFDTKYYYAVGIGQTVRKFWFRTPPKSGPDVPYTFGLIGDLGQSYDSNITLAHYESNSKAQAVLFVGDLCYADNYPYHDNVRWDTWARFVERNVAYQPWIWTAGNHEIDFAPELGETKPFKPYSYRYPTPYKASGSTAPFWYSVKRASAYIIVLASYSSYGKYTPQYKWLEAEFPKVNRSETPWLIVLLHAPWYNSYNYHYMEGESMRVMYEPWFVKYKVDLVFAGHVHAYERTHRISNVAYNIVNGQCTPVHDQSAPVYITIGDGGNQEGLATNMTAPQPGYSAFRESSFGHAILDIKNRTHAYYTWHRNQDGNAVAADSMWFTNRYWQPTDESLDDSQ。
[0022]本专利技术所述PAP10a基因的核苷酸序列，优选如SEQ ID NO.2所示：ATGGTGGACCGGATCGGCGCCGCGTGGTGGTGCGCGTGCGCCGTGGGGATGCTGGTGGTGGGGGCGTGC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.PAP10a基因在调控水稻抗稻瘟病中的应用，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述PAP10a基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.一种改变水稻对稻瘟病抗性的方法，其特征在于，包括在水稻基因组中，对PAP10a基因进行基因编辑，所述PAP10a基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述基因编辑包括敲低所述PAP10a基因的表达、敲除所述PAP10a基因或过表达所述PAP10a基因。5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，敲除所述PAP10a基因的方法包括CRISPR/Cas9基因编辑方法；过表达所述PAP10a基因的方法包括植物过表达载...

【专利技术属性】
技术研发人员：玄元虎，陈欢，王创，邓素仁，梅琼，孙倩，李天亚，邱永春，盖晓彤，苑德鹏，褚晋，董海，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：