水稻Xa48(t)蛋白及其编码基因的应用制造技术

本发明专利技术属于分子生物学技术领域，具体涉及一种水稻Xa48(t)蛋白及其编码基因的应用，所述水稻Xa48(t)蛋白的氨基酸序列如SEQID NO.1所示，所述应用包括增强水稻对白叶枯病的抗性、增强水稻对稻瘟病的抗性或水稻抗病育种，本发明专利技术实施的RNAi干涉技术、基因敲除技术和基因过表达技术处理目标植株，选用以HNY为背景的Xa48(t)基因，敲除植株T3代、RNAi干涉植株T3代和以日本晴为背景的Xa48(t)基因过表达植株T3代为研究对象，对这些植株进行水稻白叶枯病接种调查，结果表明敲除和干涉基因Xa48(t)后水稻植株对白叶枯病抗性明显下降，而过表达候选基因Xa48(t)后，水稻植株对白叶枯病抗性明显增强，本发明专利技术通过水稻抗稻瘟病的分析，发现基因Xa48(t)在水稻抗稻瘟病过程中有一定作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
水稻Xa48(t)蛋白及其编码基因的应用


[0001]本专利技术属于分子生物学
，具体涉及一种水稻Xa48(t)蛋白及其编码基因的应用。

技术介绍

[0002]革兰氏阴性菌黄单孢菌水稻变种（Xanthomonas oryzae pv. Oryzae，Xoo），长度约为 0.7 到 2.0
ꢀµ
m，宽度为 0.4 到 0.7
ꢀµ
m，最适生长温度为 25
ꢀ°
C到 30
°
C。感染 Xoo 后的水稻发病类型主要分叶枯型、萎蔫型和枯萎型这 3 种，均会引起水稻不同程度的减产。近年来，水稻白叶枯病在长江以南地区流行高发，在其余多个省份地区也均有发生，俨然成为我国主要农业病害之一。随着Xoo小种不断进化变异、气候与全球变暖等造成的灾害性天气多发、国内种植水稻品种不断变更等，该病害呈现出再流行的趋势。
[0003]在农业生产中，人们通常采用化学药剂防治、生物防治、改良栽培技术和培育抗病品种等方法来防治白叶枯病。
[0004]化学药剂防治白叶枯病见效快、防治范围广，而水稻白叶枯病具有流行性、多发性的特点，长期使用化学药剂降低了土壤环境承载力，对环境造成不可逆的影响。改良栽培技术防治白叶枯病的方法要求较高且需要较长期的人力投入，而我国从事农业生产的劳动人民数量较少，使用该方法防治白叶枯病人力成本过高。
[0005]多年农业生产实践表明，发现抗白叶枯病新基因和培育具有广谱抗性的抗病种质是防治白叶枯病最可靠的方法，能够从根源上做到以防为本，在Xoo侵入后，携带抗病基因的植株仍能正常生长发育，使自身稻谷产量的基本维持在原有水平。截至目前，农业生产上主要通过常规杂交育种的方式对目的基因进行聚合并加以利用，随着转基因技术手段的更新，基因编辑育种和转基因育种方式逐渐为培育抗病品种提供新视野。
[0006]云南稻种资源丰富，其中一个来源于云南省耿马县的地方籼稻种毫糯扬（HNY）由于其高抗白叶枯病的特性，被用作云南高原Xoo的特异鉴别品种。现有研究余腾琼等利用HNY及其他多个鉴别品种陆续对2003年、2005年、2007年、2009年采集的180余份来自云南各地区的Xoo菌株致病型鉴定，HNY对所有参试菌株都表现出中抗至高抗，地方稻种HNY在面对高速分化、致病类型与群体种类丰富的云南高原白叶枯病菌时，仍能在近10年中保持其抗性的稳定性，说明该品种在长期生长进化过程中，其携带的抗性基因具备持久的抗性，具有非常高的研究价值，特别的针对本专利技术分离的抗性基因Xa48(t)还未有相关报道。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提供一种水稻Xa48(t)蛋白及其编码基因，对 Xa48(t)基因精细定位并进行分离克隆，分析该基因的相关功能，并创制出携带该基因的抗病种质，丰富水稻抗病基因资源库。
[0008]为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种水稻Xa48(t)蛋白的应用，所述水稻Xa48(t)蛋白的氨基酸序列
NO.2所示。
[0015]进一步的，本专利技术还提供了一种培育抗白叶枯病水稻株系的方法为： S1：以表达Xa48(t)蛋白编码基因的水稻HNY作为父本；明辉63 、IRBB1和黄玉分别作为母本进行杂交； S2：杂交收获F1代种子继续播种生长至孕穗期接种调查、筛选；以具有中抗以上抗性表型的植株培育至收种，获得F2代种子，再次接种水稻白叶枯菌并筛选表型；S3：将具有良好抗性的水稻表型的继续播种，生长至孕穗期接种白叶枯病菌继续选取具有遗传稳定性的杂交后代，并收获F3代种子。
[0016]本专利技术实施的RNAi干涉技术、基因敲除技术和基因过表达技术处理目标植株，选用以HNY为背景的Xa48(t)基因，敲除植株T3代、RNAi干涉植株T3代和以日本晴为背景的Xa48(t)基因过表达植株T3代为研究对象，对这些植株进行水稻白叶枯病接种调查，结果表明敲除和干涉基因Xa48(t)后水稻植株对白叶枯病抗性明显下降，而过表达候选基因Xa48(t)后，水稻植株对白叶枯病抗性明显增强。
[0017]本专利技术通过水稻耐盐性、耐旱性、抗稻瘟病的分析，发现基因 Xa48(t)在水稻耐盐性、耐旱性方面无明显作用，但在抗稻瘟病过程中有一定作用。
[0018]通过分析Xa48(t)与其他抗病相关基因及激素类基因间的作用关系,初步明确该基因受JA途径控制，引起PR基因的表达，介导多个类型的抗病反应。
[0019]通过利用HNY与优质材料杂交，创制出3个具有良好抗性、多个抗白叶枯病基因聚合的优异抗白叶枯病株系，收获优质后代稻种1000粒以上，开发了能够用于后代群体检测的Xa48(t)相关分子标记。
[0020]综上，通过对抗白叶枯病基因的挖掘、分离克隆、功能分析及种质创制研究，拓宽了抗病基因的研究视野，丰富了抗病基因资源库，为水稻抗病育种提供了丰富的理论和材料基础。
附图说明
[0021]图1转基因植株表型鉴定效果显示图；（注：A：HNY与Xa48(t)敲除植株（900
‑
9）病斑长度对比； B：HNY与JG30植株病斑长度对比；C：HNY与RNAi干涉植株（G8
‑
6）病斑长度对比；D：日本晴与Xa48(t)过表达植株（H9
‑
7）病斑长度对比）；图2喷洒应答外源激素后Xa48(t)的相对表达量效果显示图（注：A：喷洒GA后Xa48(t)在HNY中的相对表达量；B：喷洒JA后Xa48(t)在HNY中的相对表达量；C：喷洒SA后Xa48(t)在HNY中的相对表达量）；图3 Xoo胁迫下AOS1基因相对表达量分析图；图4 Xoo胁迫下LOX基因相对表达量分析图；图5 Xoo胁迫下PAL基因相对表达量分析图；图6Xoo胁迫下PR1A基因相对表达量分析图；图7Xoo胁迫下PR10基因相对表达量分析图。
具体实施方式
[0022]下面本专利技术结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0023]本专利技术鉴定一个来自云南耿马县的地方稻种毫糯扬 (Haonuoyang, HNY) 对白叶枯病表现出中抗以上抗性水平，利用HNY和感病品种金刚30（Jingang 30，JG30）杂交及自交试验发现HNY这一地方品种携带一对显性抗病基因并利用 BSA方法将HNY携带的抗病基因定位于水稻第 11 号染色体长臂端 22887903
‑
23002998bp 之间的 0.12 Mb 区段，分离克隆HNY携带的 Xa48(t)，利用 HNY近等基因系H197（HNY近等基因系H197是前期以金刚 30 (JG30)为母本和轮回亲本，HNY为父本，杂交回交至 BC4F
1 代，自交 2 次获得 BC4F
3 代稳定材料，即为编号为 H197 的近等基因系）与JG30 杂交后代分离群体对Xa48(t) 进行精细定位并筛选出候选基因。通过ORFs预测、 qRT
‑
PCR 表达量检测、转基因植株功能互补验证的方法进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水稻Xa48(t)蛋白的应用，其特征在于，所述水稻Xa48(t)蛋白的氨基酸序列如SEQID NO.1所示，所述应用如下任一中的应用：（1）增强水稻对白叶枯病的抗性；（2）增强水稻对稻瘟病的抗性；（3）水稻抗病育种。2.一种编码权利要求1所述水稻Xa48(t)蛋白的基因，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.扩增权利要求2所述水稻Xa48(t)蛋白的基因的引物对。4.根据权利要求2所述的基因或权利要求3所述的引物对在如下任一中的应用：（1）鉴定或辅助鉴定水稻白叶枯病抗性；（2）制备鉴定或辅助鉴定水稻白叶枯病抗性的产品；（3）筛选或选育抗白叶枯病的水稻单株或株系或品系或品种；（4）筛选或选育感白叶枯病的水稻单株或株系或品系或品种； （5）制备筛选或选育抗白叶枯病的水稻单株或株系或品系或品种的产品； （6）制备筛选或选育感白叶枯病的水稻单株或株系或品系或品种的产品。5.根据权利要求1所述的水稻Xa48(t)蛋白的应用，其特征在于，所述水稻抗病育种的应用包括如下任一应用：（1）抗白叶枯病基因的 MAS 育种；（2）抗白叶枯病基因的转基因育种；（3）抗白叶枯病基因的基因编辑育种。6.一种调控水稻对白叶枯病抗性的方法，其特征在于，提高水稻Xa48(t)蛋白编码基因...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雅云，王斌，张斐斐，阿新祥，董超，汤翠凤，戴陆园，
申请(专利权)人：云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，
类型：发明
国别省市：