本发明专利技术提供了一种在植物中产生抗水稻白叶枯病的广谱抗性的方法。更具体地，本发明专利技术提供了一种产生抗水稻白叶枯病菌（水稻白叶枯病的致病菌）的广谱抗性和抗水稻细菌性条斑病菌（水稻细菌性条斑病的致病菌）的增强抗性的方法。Ｘａ２７是一种可诱导的水稻白叶枯病Ｒ基因，受宿主表达的关联ａｖｒＸａ２７基因诱导。携带ａｖｒＸａ２７转基因和野生型Ｘａ２７基因的水稻具有抗非亲和性病原菌和亲和性病原菌的抗性和抗水稻细菌性条斑病菌菌株Ｌ８的增强抗性。在ＩＲＢＢ２７和携带ｐＨＭ１ａｖｒＸａ２７的Ｌ８之间的互作中也观察到Ｘａ２７介导的抗水稻细菌性条斑病菌的增强抗性。ＩＲＢＢ２７的Ｘａ２７基因受细菌ａｖｒＸａ２７基因诱导这一事实进一步证实了这一点。该方法可用于改造水稻对白叶枯病的广谱抗性和对水稻细菌性条斑病的增强抗性。该技术稍加修改后，可应用于控制其他作物的细菌性病害。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水稻tfv/^W7基因对J^27的诱导赋予抗水稻白叶枯病菌的广谱抗性 和抗水稻细菌性条斑病菌的增强抗性相关申请的交叉引用本专利技术主张2007年1月29日提交的美国临时专利申请60/897,864的 优先权。每件申请以引用方式纳入本文。专利技术背景一般而言，本专利技术涉及改造植物对细菌性病害的增强和广谱抗性的植 物分子生物学和遗传学方法。本文用于阐述本专利技术背景的出版物和其他材料，特别是提供实施附加 细节的例子以引用方式纳入本文，为方便起见，在下文中按作者和日期进 行引用，并在所附参考书目中按作者的字母顺序进行排列。水稻白口十枯病菌(Xa"^zowo"o oo^oe pv. 引起的水稻s^/ra)白叶枯病(bacterial blight)是世界上最具破坏力的细菌性病害之一 (Mew， 1987)。水稻白叶枯病菌通过排水器进入感病品种，在上皮繁殖，随 后迁移到木质部导管，弓l起整株感染(Ronald， 1997)。抗病品种中无毒小种 的生长减缓表现为细菌群体下降、病斑形成减少、防御基因表达活化、毗 邻无毒细菌细胞的细胞壁和质膜改变(Young等人，1996; Gu等人，2005)。细菌性条斑病(bacterial leaf streak)是另一种由水稻细菌性条斑病菌 (Xaw&omo"os o/^zae pv. 00^co/a)引起的水稻细菌性病害，它是水稻种植国 家面临的新问题(Nino-Liu等人，2006)。水稻细菌性条斑病菌主要通过气孔 进入叶片，在气孔下腔内繁殖，随后在薄壁组织的细胞间隙建群(Nino-Liu 等人，2006)。与水稻白叶枯病菌一样，水稻细菌性条斑病菌也可通过伤口 进入植物，但只限于叶肉组织的质外体，不侵入木质部(Ou， 1985)。水稻细 菌性条斑病菌从叶片的天然开口处呈链状或带状溢出，或在潮湿条件下呈 小珠状溢出，这是细菌性条斑病的典型症状(Nino-Liu等人，2006)。使用抗病品种是控制白叶枯病最经济有效的方法(Ogawa， 1993)。水稻 和水稻白叶枯病菌之间的小种专化性互作被认为遵循了经典的基因对基因概念(Flor， 1971)。植物抗性(i )基因产物识别可能由病原菌的无毒(^r)基因 编码的激发分子或与其互作，导致级联防御反应的活化，有效抑制病原菌 的侵入。目前，已从水稻鉴定出24种以上抗水稻白叶枯病菌的i 基因或位 点，其中大多数提供完整的小种专化抗性(Kinoshita， 1995; Lin等人，1996; Zhang等人，1998; Khush和Angeles， 1999; Gao等人，2001; Chen等人， 2002; Yang等人，2003; He等人，2006)。已通过图位克隆分离出4种显 性R基因即Xa" (Song等人，1995)、义a7 (Yoshimura等人，1998)、Za26 (Sun 等人，2004)和Xfl27(Gu等人，2005)和2种隐性A基因xa5 (Iyer和McCouch，2004) 禾口xa/3(Chu等人，2006)。 很少开展关于细菌性条斑病控制方法的研究。和白叶枯病一样，实际上宿主的遗传抗性是细菌性条斑病最重要的控制措施，但到目前为止只局 限于数量抗性(Gnanamanickam等人，1999; Sheng等人，2005; Tang等人， 2000)。与其他从双子叶植物分离的R基因不同的是，从水稻分离的白叶枯病 抗性R基因编码差异极大的产物。义""和^26编码受体样蛋白(Song等人， 1995; Sun等人，2004)。 Xa21推定激酶结构域的生化分析揭示编码 可在多个位点催化自身磷酸化的功能性丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(Liu等人， 2002)。 X"/基因产物含有核苷酸结合位点(NBS)和富含亮氨酸重复区域 (LRR)，它是植物R蛋白最大类中的成员(Yoshimura等人，1998)。xa5基因 编码转录因子IIA(TFIIA)的Y亚基，它是一个真核转录因子，没有先前己知 的抗病作用(Iyer和McCouch， 2004)。 xa73基因编码MtN3样蛋白(Chu等 人，2006)。该基因的显性等位基因在疾病易感性和花粉发育中可能都发挥 作用(Chu等人，2006)。新近分离的A^7基因编码一种新蛋白，它与水稻 以外的生物的蛋白质没有明显的序列同源性(Gu等人，2005)。目前，已从水稻白叶枯病菌分离出5种^;r基因，它们都属于III型效 应物的AvrBs3家族。4种m型效应物AvrXa3(Li等人，2004; Lee等人，2005) 、 AvrXa7 (Hopkins等人，1992; Vera Cruz等人，2000)、 AvrXalO (Hopkins 等人，1992; Zhu等人，1998)和avrXa27 (Gu等人，2005)分别被宿主的4 种关联显性A基因U、 Xa7、义a川和^^7识别。如果Xa5基因型易感水 稻白叶枯病菌，推测III型效应物Avrxa5靶向野生型Xa5以产生致病性。 Avrxa5在致病期间不能耙向突变蛋白xa5，因此含有纯合xo5等位基因的植物可抵抗或不易感水稻白叶枯病菌感染(Schomack等人，2006)。ZW7和m;rZW7是第一对分别从水稻和水稻白叶枯病菌分离的i 基因 和Jw基因(Gu等人，2005)。 avrXa27是定位于细胞核的III型效应物 AvrBs3/PthA家族的成员，具有含16.5个34氨基酸直接重复的中央重复结 构域、含有3个核定位信号(NLS)基序的保守C末端区域和转录活化结构域 (AD)。中央重复区域决定avrXa27激发的抗性特异性，而NLS基序和AD 结构域则是Xa27依赖性的激发和抗性所需要的。出乎意料的是，XW7作 图群体的抗病亲本品系和感病亲本品系编码相同的Xa27蛋白。位于推测的 X。27/xW7启动子之间的核苷酸序列的多态性表明这两个等位基因可能存 在不同的表达。的确，RNA印迹分析只检测到XW7等位基因，而没有检 测到x^7等位基因。进一步研究揭示，仅当水稻被携带m^Y"27的细菌激 发时，才发生Ia27等位基因表达，而当水稻被缺乏m^Yo27的突变同基因 株激发时，不发生^a27等位基因表达。这些数据表明，X。27对非亲和性 病原菌的抗性特异性涉及J^27等位基因在avrXa27效应物存在下的差异表 达。^vr基因具有毒性和宿主识别的双功能信号(Kjemtrup等人，2000; Alfano等人，2004; Yang等人，2000)。当^vr基因发挥其毒性功能时，它 抑制亲和性互作中致病期间的宿主防御。但是，当^^基因作为无毒基因时， 它背叛病原菌，转而参与植物防御，被宿主的关联i 基因识别，触发非亲 和性互作中的过敏反应(HR)。发现植物表达的几种蛋白的毒性功能可 在缺乏关联i 基因的植物中引起宿主防御抑制、细胞死亡或坏死(Gopalan 等人，1996; McNellis等人，1998; Duan等人，1998; Chen等人，2000; Chen等人，2004; Hauck等人，2003)。在携带特异i 基因的植物中，植物 表达的^vr蛋白可激发HR或引起致死(Gopalan等人，1996; Scofie本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种转基因植物，在其基因组中含有可操作连接于在植物中具有活性的启动子的第一核酸，其中所述第一核酸编码具有ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２列出的氨基酸序列的ａｖｒＸａ２７蛋白。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹中朝，田冬生，
申请(专利权)人：淡马锡生命科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]
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