System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16、编码蛋白及其应用制造技术_技高网

一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16、编码蛋白及其应用制造技术

技术编号:41142098 阅读:22 留言:0更新日期:2024-04-30 18:11
本发明专利技术涉及一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16、编码蛋白及应用,首次发现并证明OsMAPKKK16基因在水稻抵抗稻瘟病及种子发育中的重要作用,通过基因工程方法敲除OsMAPKKK16降低了水稻对稻瘟病的抗性,但提高了粒长及千粒重,提出该基因在水稻等相关农业作物抗性及产量育种中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水稻抗病育种领域,具体涉及为一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16、编码蛋白及其应用。


技术介绍

1、水稻(oryza sativa)是世界上最主要的粮食作物之一,全球有50%以上的人口以水稻为主粮。但是水稻的稳定生产与增产一直受到多种病害的威胁,其中由稻瘟病菌(magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻三大病害之一,全世界稻区都有发生,一般可引起减产大约20-30%,严重时减产40-50%,甚至颗粒无收,其不仅对水稻产量造成影响,还会影响稻米品质。实践证明,选育并推广具持久和广谱抗性的水稻新品种是防治稻瘟病最有效的方法之一。

2、长期受病原菌的威胁,植物进化出两层免疫系统来识别和防御病原菌的侵害,即受病原菌保守成分pamps(pathogen-associated molecμlar patterns)所激发的第一层免疫系统pti(pamp-triggered immunity),pti具有广谱性和持久性,以及由病原菌效应因子(effector)激发的第二层免疫系统eti(effector triggered immunity),eti具有很强的特异性。越来越多的研究表明pti与eti之间是协同发挥作用的,并且伴随着多种免疫反应的发生,包括ros爆发、mapk信号通路的激活、钙离子内流、pr基因的表达、胼胝体的积累和基因重编程等,大量抗病相关基因参与其中。

3、然而植物免疫系统的持续激活会阻碍植物的生长发育,因而需要协调免疫与生长发育的平衡。越来越多的研究表明有些抗病相关基因除参与植物抗病反应之外,同时还参与植物的生长发育调控,在植物免疫与生长平衡之间发挥着重要作用。如水稻rod1蛋白作为一个新的植物免疫抑制中枢,通过降解具有免疫活性的超氧分子(ros),从而抑制植物的防卫反应。在没有病原菌侵染时,植物的基础免疫维持在较低水平,有利于水稻生殖生长,进而提高产量。但当病原菌侵染时,植物通过降解rod1减弱其功能,从而保证植物在抵御病原菌时能产生有效的防卫反应,不至于迅速发病枯死,并能繁殖后代。rod1基因突变后,增强了多种病原菌的抗性,但植株生长受损,产量降低。适当提高水稻lpa1基因的表达可显著提高水稻对纹枯病的抗性,且可以减小分蘖和叶夹角角度,提高水稻种植密度,进而提高水稻产量。

4、mapk信号通路的激活是植物感知病原菌入侵后最早的免疫事件之一,是通过mapkkks-mapkks-mapks级联反应而实现的。三激酶级联高度保守,也被称为mapk级联,是重要的信号转导模块,一般在受体的下游发挥作用,负责将受体产生的信号转化成真核生物的胞内反应,植物的mapk级联在应对各种胁迫和刺激反应,以及生长发育中均发挥着重要的作用。

5、越来越多的研究表明有些抗病相关基因除参与植物抗病反应之外,同时还参与植物的生长发育调控,在植物免疫与生长平衡之间发挥着重要作用。这些基因的鉴定及功能验证,对了解植物抗病的机理、揭示抗病与生长发育平衡的遗传机制及培育理想性状的新品系具有重要意义。


技术实现思路

1、为解决现有技术中的问题,本专利技术提供水稻稻瘟病抗性及种子基因osmapkkk16、编码蛋白及其应用,通过基因工程方法敲除osmapkkk16基因降低了水稻对稻瘟病的抗性,提高了粒长及千粒重,该基因可应用在水稻等相关农业作物抗性及产量育种中。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、本专利技术提供一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16,所述osmapkkk16基因的cds序列如seq id no.1所示,cds序列全长2127bp。

4、本专利技术提供一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16编码的蛋白,其氨基酸序列如seq id no.2所示,编码708个氨基酸。

5、本专利技术还提供一种含有水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16的表达载体,将上述表达载体以任何一种转化方法导入水稻或其他植物细胞,可获得表达所述基因的转基因抗病品种。

6、本专利技术还提供一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16在植物抗病性中的应用,通过敲除osmapkkk16基因降低病程相关基因的表达及mapk信号通路的激活,同时降低了水稻的稻瘟病抗性。

7、本专利技术还提供一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16在提高水稻产量中的应用,通过敲除osmapkkk16基因增加了水稻粒长及千粒重。

8、本专利技术的有益效果在于:本专利技术通过对水稻和稻瘟病菌互作表达谱进行分析筛选,找到了受稻瘟菌侵染而诱导表达的mapkkk基因osmapkkk16,在受稻瘟菌诱导24h后其表达水平与水处理相比上调了将近7倍;同时本专利技术通过对水稻抗稻瘟病基因osmapkkk16进行功能鉴定,通过喷雾接菌、punch接菌、pr基因的表达检测、稻瘟菌生长检测和mapk信号通路激活检测,证明敲除osmapkkk16基因降低了水稻的稻瘟病抗性,首次发现并证明osmapkkk16基因在水稻抗稻瘟病反应中的重要调控作用;通过农艺性状统计,发现基因敲除osmapkkk16不影响水稻的株高、分蘖数和粒宽,但是增加了水稻粒长和千粒重,表明osmapkkk16可应用于提高作物的产量及作物抗性与产量的平衡改良,也为其它作物利用同源基因法克隆相关基因提供了基因和蛋白序列,具有重要的理论价值和广阔的应用前景。

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【技术保护点】

1.一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16,其特征在于:所述OsMAPKKK16基因的CDS序列如SEQ ID NO.1所示,其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

2.根据权利要求1所述的水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16编码的蛋白,其特征在于:其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

3.一种含有如权利要求1所述的水稻稻瘟病抗性及种子发育行管基因OsMAPKKK16的表达载体。

4.根据权利要求1所述的水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16在植物抗病性中的应用,其特征在于,通过敲除OsMAPKKK16基因降低病程相关基因的表达及MAPK信号通路的激活。

5.根据权利要求1所述的水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因OsMAPKKK16在提高水稻产量中的应用。

【技术特征摘要】

1.一种水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16,其特征在于:所述osmapkkk16基因的cds序列如seq id no.1所示,其氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的水稻稻瘟病抗性及种子发育相关基因osmapkkk16编码的蛋白,其特征在于:其氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.一种含有如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李生平唐定中项信权
申请(专利权)人:福建农林大学
类型:发明
国别省市:

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