【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子生物学，具体涉及蛋白arc1及其在水稻细菌性条斑病菌抗性和培育抗除草剂植物中的应用。
技术介绍
1、水稻(oryza sativa)是全球重要粮食作物之一。目前制约着水稻产业发展的原因有二，一是由稻黄单胞菌条斑病致病变种(xanthomonas oryzae pv.oryzicola,xoc)引起的细菌性条斑病每年会给水稻造成高达30％的产量损失，二是农田草害不仅直接造成作物产量和品质的降低，而且是多种病虫害的宿源地，间接影响作物的正常生长发育和产量形成。因此，控制稻田杂草与防治水稻细菌性条斑病，对于提高水稻产量、保障粮食生产安全有着重要意义。
2、在现阶段的水稻生产过程中，防治水稻细菌性条斑病与稻田杂草仍以喷施化学药剂为主，但过度使用化学药剂不仅会破坏生态环境，造成空气污染、水体污染、土壤污染，同时还会导致有毒物质在作物表面残留和积累，这些有害物质是人们慢性疾病的潜在威胁。因此，发掘绿色免疫诱抗剂或者培育并应用广谱抗性品种是替代化学防治的有效措施。
3、深入了解水稻与细菌性条斑病互作的分子机制，有助于开发新的广谱有效的细菌性条斑病菌防治策略。在植物与病原微生物长期互作选择及协同进化的过程中，植物进化出了细胞膜表面的模式识别受体通过识别病原相关分子模式触发初级免疫反应，包括活性氧的爆发、钙离子内流、胼胝质沉积、防御基因的表达等。因此，寻求良好的植物源制剂，通过触发植物先天免疫反应来提高水稻对细菌性条斑病抗性，可以为细菌性条斑病的防治提供绿色环保、精准高效的新思路。
4、在农业
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种蛋白arc1及其在水稻细菌性条斑病菌抗性中的应用。经验证，本专利技术的蛋白arc1能够显著诱导水稻早期免疫反应，减少细菌性条斑病害的发生，在绿色防治细菌性病害方面具有广阔的应用前景。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供了蛋白arc1在如下(1)-(4)任一项中的应用：
4、(1)激活水稻免疫信号；
5、(2)增强水稻对细菌性条斑病的抗性；
6、(3)制备防治水稻细菌性条斑病的药剂；
7、(4)培育抗除草剂的水稻新品种；
8、所述蛋白arc1为如下(a1)或(a2)或者(a3)任一所示的蛋白质：
9、(a1)由序列表中seq id no.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
10、(a2)在(a1)中所限定的蛋白质的n端和/或c端连接蛋白标签后得到的融合蛋白；
11、(a3)与seq id no.2所示的氨基酸序列存在一个、数个或数十个氨基酸的替换、删除或插入得到的蛋白质，其功能与seq id no.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质相同。
12、所述除草剂为芳氧苯氧丙酸酯类。
13、所述伴侣蛋白arc1通过如下(a)或(b)途径来增强水稻对细菌性条斑病菌的抗性：
14、(a)诱导水稻防御基因的表达；
15、(b)触发水稻活性氧的爆发。
16、本专利技术第二方面，提供了编码上述蛋白arc1的基因在如下(1)-(3)任一项中的应用：
17、(1)增强水稻对细菌性条斑病的抗性；
18、(2)培育抗细菌性条斑病菌的水稻品种；
19、(3)培育抗除草剂的水稻品种；
20、所述基因为如下(a1)-(a3)任一所示的核酸分子：
21、(a1)核苷酸序列如seq id no：1所示的核酸分子；
22、(a2)与(a1)的核苷酸序列具有90％或90％以上同源性且表达相同或者相似功能蛋白质的dna分子，以及对应的等位基因、同源基因、突变基因和衍生基因；
23、(a3)除(a1)以外的编码seq id no：2所示氨基酸序列的核酸分子。
24、本专利技术第三方面，提供了含有编码蛋白arc1的基因的重组表达载体或工程菌在如下(1)-(3)任一项中的应用：
25、(1)增强水稻对细菌性条斑病的抗性；
26、(2)培育抗细菌性条斑病的水稻品种；
27、(3)培育抗除草剂的水稻品种。
28、上述方法中，所述重组表达载体可用现有的植物表达载体或原核表达载体构建。所述载体包括双元农杆菌载体和用于原核表达的载体等，如pcxun、pcambia1300、pta7001、pta7002、pbin、pet-30a、pmal-c2x、pgex-4t或其它衍生载体。用蛋白arc1构建重组表达载体时，可结合任意一个或多个增强子或启动子，所述增强子或启动子包括翻译增强子或转录增强子，增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，如35s启动子、ubiquitin启动子、地塞米松诱导型启动子等。
29、本专利技术第四方面，提供了一种提高水稻对细菌性条斑病菌抗性的方法，包括：在水稻中异源表达蛋白arc1的步骤。
30、上述方法中，在水稻中异源表达蛋白arc1可以通过外源转入编码蛋白arc1的基因的方法。
31、本专利技术第五方面，提供了一种提高水稻对除草剂的抗性的方法，包括：构建蛋白arc1超量表达转基因植株的步骤；
32、优选的，所述的除草剂为精喹禾灵、高效氟吡甲禾灵、精噁唑禾草灵、禾草灵、炔草酯、恶唑酰草胺、氰氟草酯中的至少一种。
33、本专利技术第六方面，提供了一种防治水稻细菌性条斑病的免疫诱抗剂，所述免疫诱抗剂以上述蛋白arc1为活性成分。
34、所述免疫诱抗剂中，蛋白arc1的浓度为0.01-0.5mg/ml。
35、本专利技术第七方面，提供了一种防治水稻细菌性条斑病的方法，包括以下步骤：
36、在水稻细菌性条斑病害产生前，将上述蛋白arc1或者上述免疫诱抗剂喷施于水稻叶片。
37、本专利技术的有益效果：
38、本专利技术首次研究发现，蛋白arc1能够显著影响条斑病菌的致病力；外源喷施效应蛋白arc1可显著诱导水稻早期免疫反应，减少条斑病害的产生；异源表达蛋白arc1的水稻植株比野生型表现的更抗病；异源表达蛋白arc1的水稻植株对除草剂具有很强的抗性。因此，蛋白arc1在绿色防治细菌性病害方面和培育抗除草剂植物领域中具有非常广阔的应用前景。
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1.蛋白Arc1在如下(1)-(4)任一项中的应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述除草剂为芳氧苯氧丙酸酯类。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述蛋白Arc1通过如下(a)或(b)途径来增强水稻对细菌性条斑病菌的抗性：
4.编码权利要求1所述蛋白Arc1的基因在如下(1)-(3)任一项中的应用：
5.含有编码蛋白Arc1的基因的重组表达载体或工程菌在如下(1)-(3)任一项中的应用：
6.一种提高水稻对细菌性条斑病菌抗性的方法，其特征在于，包括：在水稻中异源表达蛋白Arc1的步骤。
7.一种提高水稻对除草剂的抗性的方法，其特征在于，包括：构建蛋白Arc1超量表达转基因植株的步骤；
8.一种防治水稻细菌性条斑病的免疫诱抗剂，其特征在于，所述免疫诱抗剂以权利要求1所述的蛋白Arc1为活性成分。
9.根据权利要求8所述的免疫诱抗剂，其特征在于，所述免疫诱抗剂中，蛋白Arc1的浓度为0.01-0.5mg/ml。
10.一种防治水稻细菌性条斑病的方法，其特
...【技术特征摘要】
1.蛋白arc1在如下(1)-(4)任一项中的应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述除草剂为芳氧苯氧丙酸酯类。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述蛋白arc1通过如下(a)或(b)途径来增强水稻对细菌性条斑病菌的抗性：
4.编码权利要求1所述蛋白arc1的基因在如下(1)-(3)任一项中的应用：
5.含有编码蛋白arc1的基因的重组表达载体或工程菌在如下(1)-(3)任一项中的应用：
6.一种提高水稻对细菌性条斑病菌...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁新华，徐新宁，尹梓屹，刘保友，吴函颖，李洋，路冲冲，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：
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