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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物育种,具体涉及pahs家族基因在植物广谱抗病中的应用。
技术介绍
1、作物性状改良的基础是遗传变异,育种家的目标是通过利用更多的遗传变异,培育“理想型”株系,使作物稳产高产的同时,增强对环境微生物胁迫的抗性,减少农药的施用。目前常用的作物育种技术包括传统的杂交育种、诱变育种、转基因育种和基因编辑育种(gao 2021)。
2、传统的杂交育种方法需要选择表型优异的植株,将优良基因型与其他改良品种、特有品种甚至野生种杂交,再进一步选育将优良性状重组并且稳定遗传的杂交材料(khush2001)。但是传统杂交育种策略的应用依赖于已经表现相应性状的亲本材料,而依靠自然变异获取表现优质表型的种质资源效率极低,选育时间长,极大地限制了这一育种方式的发展。
3、人工诱变育种技术是在常规植物育种的背景下,使用物理或者化学处理诱导作物发生变异,可快速获得高密度突变的突变群体,从而更容易筛选群体中的特定突变类型,如水稻中spl11突变体及其抑制子基因的筛选,均使用了ems诱变的突变体群体(fan et al2018)。但是最常用的化学诱变剂(例如nan3、ems和mnu)几乎只引起单碱基替换(g/c到a/t),相比之下x射线、伽马射线和快中子诱变等手段容易引起较大的染色体缺失和点突变的混合物,如李国田教授等人在短周期模式水稻品种kitaake中创制的快中子诱导突变体库,通过对1504个突变体株系进行全基因组分析确定了影响3.2万个基因的9.1万个突变类型,占所有水稻基因的58%,该突变体库涵盖了单碱基替换、缺
4、转基因育种技术的发展支持将其他生物的基因或表型引入作物品种,从而增强目的材料的抗性,改善品质,然而这种方式可控性较低,会导致基因组中随机整合外源dna,产生的转基因植物在世界各国受到严格的法律法规的限制,现阶段只有极少数的转基因作物品种允许在实践生产中应用(raman 2017)。
5、随着技术的不断进步,研究者们开发出了新的基因编辑技术,可以进行精确的,可预测的进行作物内源基因的修饰,安全可控地获得人们需要的性状(chen et al 2019,xueet al 2023)。新兴的基因组编辑技术已经逐渐成为植物科学研究的主要技术手段,在全球植物生物学研究和作物遗传改良中被广泛应用,依靠基因组编辑技术的作物遗传改良育种策略可以突破现阶段的育种瓶颈,减少育种时间,提高作物抗病水平、产量以及品质,对保障全球粮食安全有重要意义。因此需要筛选更多具有育种家感兴趣的功能基因,并探讨该基因的应用。
6、参考文献:
7、chen,k.,wang,y.,zhang,r.,zhang,h.,and gao,c.(2019).crispr/cas genomeediting and precision plant breeding in agriculture.annu rev plant biol 70,667-697.
8、fan,j.,bai,p.,ning,y.,wang,j.,shi,x.,xiong,y.,zhang,k.,he,f.,zhang,c.,wang,r.,meng,x.,zhou,j.,wang,m.,shirsekar,g.,park,c.h.,bellizzi,m.,liu,w.,jeon,j.s.,xia,y.,shan,l.,andwang,g.l.(2018).the monocot-specific receptor-like kinase sds2 controls cell death and immunity in rice.cell host microbe23,498-510.e495.
9、gao,c.(2021).genome engineering for crop improvement and futureagriculture.cell 184,1621-1635.
10、khush,g.s.(2001).green revolution:the way forward.nat.rev.genet.2,815-822.
11、li,g.,jain,r.,chern,m.,pham,n.t.,martin,j.a.,wei,t.,schackwitz,w.s.,lipzen,a.m.,duong,p.q.,jones,k.c.,jiang,l.,ruan,d.,bauer,d.,peng,y.,barry,k.w.,schmutz,j.,and ronald,p.c.(2017).the sequences of 1504 mutants in themodel rice variety kitaake facilitate rapid functional genomic studies.plantcell 29,1218-1231.
12、raman,r.(2017).the impact of genetically modified(gm)crops in modernagriculture:a review.gm crops food 8,195-208.
13、xue,c.,qiu,f.,wang,y.,li,b.,zhao,k.t.,chen,k.,and gao,c.(2023).tuningplant phenotypes by precise,graded downregulation of gene expression.natbiotechnol.
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供pahs家族基因在植物广谱抗病中的应用,广谱抗病基因家族pahs基因在作物中高度保守,可打破物种界限、普适性更强,具有巨大抗病育种应用潜力。
2、本专利技术提供了水稻pahs家族基因或水稻pahs同源基因在调控植物抗病表型中的应用。
3、优选的,所述水稻pahs家族基因包括与loc_os05g38710和/或loc_os11g40080编码相同或相似功能氨基酸序列的基因;
4、所述水稻pahs同源基因包括与loc_os05g38710和/或loc_os11g40080同源的基因。
5、优选的,所述水稻pahs同源基因翻译的蛋白质与水稻pahs蛋白质的氨基酸相似度高于60%。
6、优选的,所述调控包括抑制或敲除所述水稻pahs家族基因或水稻pahs同源基因后,植物表现出抗病表型。
7、优选的,所述植物包括双子叶植物或单子叶植物。
8、优选的,所述抗病表型包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.水稻PAHs家族基因或水稻PAHs同源基因在调控植物抗病表型中的应用。
2.根据权利要求1所述应用,其特征在于,所述水稻PAHs家族基因包括与LOC_Os05g38710和/或LOC_Os11g40080编码相同或相似功能氨基酸序列的基因;
3.根据权利要求2所述应用,其特征在于,所述水稻PAHs同源基因翻译的蛋白质与水稻PAHs蛋白质的氨基酸相似度高于60%。
4.根据权利要求1或2所述应用,其特征在于,所述调控包括抑制或敲除所述水稻PAHs家族基因或水稻PAHs同源基因后,植物表现出抗病表型。
5.根据权利要求4所述应用,其特征在于,所述植物包括双子叶植物或单子叶植物。
6.根据权利要求5所述应用,其特征在于,所述抗病表型包括抗真菌病害、抗细菌病害和抗卵菌病害的至少一种。
7.一种提高植物抗病表型的方法,其特征在于,包括通过基因编辑的方法抑制或敲除单子叶或双子叶植物中的水稻PAHs家族基因或水稻PAHs同源基因。
8.根据权利要求7所述方法,其特征在于,当所述植物为水稻时,通过CRISPR
9.水稻PAHs家族基因或水稻PAHs同源基因在创制抗病育种材料中的应用。
10.一种创制抗病植物育种材料的方法,其特征在于,包括通过基因编辑的方法抑制或敲除植物基因组中水稻PAHs家族基因或水稻PAHs同源基因;
...【技术特征摘要】
1.水稻pahs家族基因或水稻pahs同源基因在调控植物抗病表型中的应用。
2.根据权利要求1所述应用,其特征在于,所述水稻pahs家族基因包括与loc_os05g38710和/或loc_os11g40080编码相同或相似功能氨基酸序列的基因;
3.根据权利要求2所述应用,其特征在于,所述水稻pahs同源基因翻译的蛋白质与水稻pahs蛋白质的氨基酸相似度高于60%。
4.根据权利要求1或2所述应用,其特征在于,所述调控包括抑制或敲除所述水稻pahs家族基因或水稻pahs同源基因后,植物表现出抗病表型。
5.根据权利要求4所述应用,其特征在于,所述植物包括双子叶植物或单子叶植物。
6.根据权利要求5所述应用,其特征在于,所述抗病表型包括抗真菌病害、抗细菌病害和抗...
【专利技术属性】
技术研发人员:李国田,沙干,龚秋雯,韩欣雨,
申请(专利权)人:华中农业大学,
类型:发明
国别省市:
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