调控植物对白叶枯病的抗性的基因及其相关应用制造技术

本发明专利技术公开了调控植物对白叶枯病的抗性的基因及其相关应用，涉及转基因技术领域

【技术实现步骤摘要】
调控植物对白叶枯病的抗性的基因及其相关应用


[0001]本专利技术涉及转基因
，具体而言，涉及调控植物对白叶枯病的抗性的基因及其相关应用
。

技术介绍

[0002]水稻是全球最重要的粮食作物之一
。
白叶枯病是由黄单胞菌引起的一种全球性的水稻病害，严重威胁水稻生长和产量，也是水稻的三大病害之一
。
水稻应对白叶枯菌的侵袭，会触发体内免疫响应机制
。
[0003]在水稻育种中使用抗病基因是一种经济有效的防治策略，主要是通过遗传改良来实现
。
到目前为止，至少有
46
个水稻基因已被证实，具备对白叶枯病的显性或隐性抗性
。
根据它们编码蛋白质的功能，这些抗性基因或敏感基因可分为四类：核苷酸结合富亮氨酸重复受体基因
(Xa21
，
Xa3/Xa26
和
Xa4)
；转运蛋白
(SWEET)
基因
(Xa13/SWEET11
，
Xa25/SWEET13
和
Xa41/SWEET14)
；抗性执行基因
(Xa10
，
Xa23
和
Xa27)
；其他基因
(Xa1
和
Xa5)。
在宿主细胞的防御反应中，8个上述基因编码的蛋白
(Xa1
，
Xa5
，
Xa10
，
Xa13
，
Xa23
，
Xa25
，
Xa27
，
Xa41)
，已被证实可以与一种病原菌蛋白
(
转录激活类效应子
)
相互作用
。
[0004]虽然现有技术通过抗病基因的遗传改良，可以实现抗病的效果
。
然而水稻与病原菌是进化的互作关系，大多数抗病基因缺乏长期使用的持久抗性
。
且每个水稻品种所带的白叶枯抗性基因或
QTL
位点都不一样，很难目标明确地改良某一特定水稻品种的整体抗性
。
此外，遗传改良传统抗性途径依旧不能完全攻克白叶枯病，需要开辟和应用新的途径来实现广谱持久的白叶枯抗性
。
[0005]除了传统的抗性基因介导的抗性途径，植物抗菌素是具有抗菌活性的次生代谢物
。
应对多种病原菌攻击和环境胁迫，植物可以诱导产生多种抗菌素
。
在水稻中发现的大多数植物抗菌素是二萜类化合物，比如：
N
‑
cinnamoyltyramine(CinTyr)
，
N
‑
benzoyltryptamine(BenTrp)
，
N
‑
cinnamoyltryptamine(CinTrp)
和
N
‑
p
‑
Coumaroylserotonin(CouSer)。
黄酮类
sakuranetin
是唯一已知的酚类抗菌素
。
最近的研究表明抗菌素合成途径的前体，苯基酰胺类参与了抵御水稻病原体的侵袭
。
但是如何利用抗菌素合成途径来进行抗性育种，获得稳定持久的抗性品种，尚未实现
。
[0006]鉴于此，特提出本专利技术
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供调控植物对白叶枯病的抗性的基因及其相关应用
。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]第一方面，本专利技术实施例提供了目的基因在调控植物对白叶枯病的抗性或抗白叶枯病植物育种中的应用，所述目的基因为能调控
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
途径的基因
。
[0010]第二方面，本专利技术实施例提供了目的基因在提高植物对白叶枯病的抗性或抗白叶枯病植物育种中的应用，所述目的基因包括：
TOP6A3
基因和
/
或
TOP6B
基因
。
[0011]第三方面，本专利技术实施例提供了调控目的基因在植物
、
植物组织或植物细胞中的表达水平的试剂在在调控植物对白叶枯病的抗性
、
抗白叶枯病植物育种或制备用于调控植物对白叶枯病的抗性的产品中的应用，所述目的基因为前述实施例中所述的目的基因
。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：
[0013]本专利技术发现
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
途径可以正调控水稻白叶枯病抗性，过表达
TOP6
基因
(TOP6A3
或
TOP6B)
能够促进体内
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
信号途径的高效运作，进而能够通过代谢调控赋予水稻对白叶枯病的抗性
。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0015]图1为实施例1的白叶枯抗性遗传学分析结果；其中，
A
为
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
途径遗传材料
(
突变体系，转录抑制系，过表达系
)
的白叶枯病敏感性表型分析，
B
为接种后8天叶片枯萎长度统计，
C
为接种后8天叶片枯萎长度统计；
[0016]图2为实施例2中纯合子
T3
代的植株的
RT
‑
qPCR
分析结果；
[0017]图3为过表达系
(TOP6A3
‑
OE1
和
TOP6B
‑
OE1)
的生长表型以及过表达系的抗病机理；其中，
A
为
TOP6B
‑
OE1
的生长表型，
B
为
TOP6A3
‑
OE1
的生长表型，
C
为
TOP6
过表达系赋予抗病性的分子机理；
[0018]图4为实施例2的单突变
(ku70,atm
‑
2,TOP6A3
‑
OE1),
双突变
atm
‑
2TOP6A3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
目的基因在调控植物对白叶枯病的抗性或抗白叶枯病植物育种中的应用，其特征在于，所述目的基因为能调控
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
途径介导的抗菌素代谢合成的基因
。2.
根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述目的基因包括：正调控基因和负调控基因中的任意一种或多种；其中，所述正调控基因能够促进
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
途径介导的抗菌素代谢合成，以提高植物对白叶枯病的抗性；所述负调控基因能够抑制
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
途径介导的抗菌素代谢合成；可选地，所述调控植物对白叶枯病的抗性或所述抗白叶枯病植物育种的方法包括：在植物中提高正调控基因的表达水平或在植物中抑制负调控基因的表达水平；可选地，所述正调控基因包括：通过抑制
KU70
和
/
或
KU80
介导的
c
‑
NHEJ
修复途径以增强
MRE11
‑
ATM
‑
SOG1
信号，促进下游的抗菌素代谢合成的基因
。3.
根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述正调控基因包括：
TOP6
基因；可选地，所述
TOP6
基因包括：
TOP6A3
和
/
或
TOP6B
；可选地，所述负调控基因包括：
KU70
和
/
或
KU80
基因
。4.
目的基因在提高植物对白叶枯病的抗性或抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐展，陈伟雄，曲明南，
申请(专利权)人：广州市农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：