本发明专利技术提供了抗稻瘟病菌的水稻基因OsWRKY19及其应用。本发明专利技术所提供的抗稻瘟病基因，编码序列表中SEQ?IDNo：1所示氨基酸序列的植物转录因子或其同功能的衍生蛋白质。在水稻中表达该基因可以提高植株对稻瘟病菌的抗性。OsWRKY19基因在植物抗病性基因工程中有重要的应用价值，利用该基因进行分子育种有望培育出具有实际生产应用价值的抗稻瘟病水稻品种。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及一种抗稻瘟病菌的水稻基因及该基因的用途。
技术介绍
水稻(Oryza sativa L.)作为重要的粮食作物,与全球特别是亚洲国家的粮食安全息息相关，如何提高水稻抗病虫害能力是各国农业科学家所关心的一项重要研究课题。稻瘟病是危害最严重的水稻病害，长年均有不同程度的发生，能导致水稻减产10-30 %，如何防治稻瘟病是关系到各国尤其是水稻主产国粮食安全的重大问题。栽培抗病水稻品种是防治稻瘟病的重要手段:通过传统的遗传手段，国内外的育种学家获得了一些具有较好稻瘟病抗性的水稻品种。然而，传统育种周期过长且效率低下，并且由于稻瘟病菌生理小种遗传的复杂性、致病的多样性，往往造成抗病品种在推广种植3-5年后抗性消失，引起稻瘟病复发和流行。防止稻瘟病的另一种方法是通过喷洒杀真菌剂进行化学防治，但该方法既昂贵又污染环境，而且长期有效的杀菌剂的缺乏也使之不能成为有效的防治稻瘟病的手段。所以，通过分子生物学方法研究水稻的稻瘟病抗性并在其基础上进行分子育种，有望克服传统防治方法的种种限制。水稻-稻瘟病菌相互作用的研究作为研究植物-真菌病理分子机制的模型，近十年来受到植物学家和植物病理学家的广泛关注。在水稻-稻瘟病菌的相互作用中，研究比较多的有两类基因:一是识别病原菌的抗性基因，二是与防卫反应相关的基因，这两类基因在水稻的防卫反应中发挥着重要的作用。其中抗性基因的作用是介导植物对稻瘟病菌无毒基因产物的识别，并引起水稻对稻瘟病菌的特异性的抗性。它们的相互作用模式遵循基因对基因假说，植物与病原微 生物的相互作用取决于寄主的抗性基因与病原菌的无毒基因，只有当它们同时存在时植物才表现出抗性。当抗性基因产物与无毒基因产物相互识别后，首先在病菌侵入部位的植物细胞及邻近的细胞中会迅速诱导形成超敏反应，同时诱导水稻的其它防卫反应，如活性氧的释放，植物细胞壁的加固，植保素、植物防御素、几丁质酶、蛋白酶抑制剂的合成以及其他病程相关蛋白和防卫相关蛋白的诱导合成，以便最快地控制或杀死侵入的病菌。植物超敏反应的启动及其引起的防卫信号的传导，最终使寄主的其它组织对随后的病原菌产生广谱抗性，即系统获得性抗性。除了以上两类基因外，还有一些参与水稻信号途径的基因也参与水稻对稻瘟病菌的防卫反应。2006年Reyna等人对水稻中的17个MAPK进行了研究，发现其中有9个基因可以被稻瘟病菌诱导表达，说明这些MAPK可能在水稻的防卫反应的信号传导中具有一定功能。2009年，Li等人研究了 OsWAKl基因的功能，该基因可以被伤害、SA、MeJA还有稻瘟病菌诱导表达，在水稻中组成型表达OsWAKl可以使转基因植株对稻瘟病菌致病小种产生抗性，说明该基因在水稻防卫反应中具有重要作用。此外，在水稻中过量表达0sWRKY31或0sffRKY53基因，都会增强植物对稻瘟病菌的抗性。这些基因编码参与水稻防卫反应信号通路的调控，初步的研究发现它们在水稻抗病过程中具有重要功能，它们的具体功能以及作用机制还需要进一步的研究。通过各种方法找到的参与水稻防卫反应的基因都具有潜在的生产应用价值，而借助成熟的水稻转基因技术可以快速地得到大量转基因株系。20世纪80年代以来，随着生物工程技术的兴起与完善，特别是基因工程技术在作物改良方面的广泛应用，为培育抗病品种提供了新的手段。植物抗病转基因成为生物技术人员的研究热点，高效稳定的水稻转化系统的建立为外源基因转化水稻创造了条件。具体说来，水稻抗病的基因工程主要从抗性(R)基因和防卫基因两个方面进行。Mackil等人培育出了一套以C039作为遗传背景的带有Pi_l、P1-2, P1-3, P1-4a和Pi_4b稻瘟病抗性基因的近等基因系，实验者用这套近等基因系进行接种实验，发现携带P1-3的近等基因系C104PKT抗病时间长、病斑数少并且与其他基因组合的累加系也对稻瘟病有很高的抗性；进而利用C104PKT与带有P1-1和P1-2的近等基因系A57-119杂交培育出 BL13 (携带 P1-1、P1-3)、BL-23 (携带 P1-2, P1-3)和 BL-123 (携带 P1-1、P1-2, P1-3)的近等基因系，目前已引种到美国、越南、菲律宾、印尼、日本等国，经3到5年的种植均表现出很高的抗性。而Nishizawa等人将水稻的几丁质酶基因Cht_2、Cht_3分别转入粳稻Nipponbare和Koshihikari,发现转基因植株中Cht_2在细胞内积累，而Cht_3在细胞外积累。Cht-2或Cht-3转基因植株的RO及Rl代对稻瘟菌致病小种的抗性提高，而且抗性与几丁质酶的表达量具有相关性。Lin等人和Datta等人将水稻中的I类几丁质酶基因Chill转入籼稻，转基因植株对纹枯病表现出一定抗性，而且几丁质酶的含量和活性与抗性呈正相关。Feng等人将水稻几丁质酶基因RC24和苜蓿β-1，3-葡聚糖酶基因同时转入水稻，部分Rl代植株对广东省稻瘟菌5个代表小种表现出不同程度的抗性增强。 现有的研究证明，利用转基因技术进行分子育种有望找到具有实际生产应用价值的转基因水稻品种。但是现有的转基因成果还极少有投入到生产应用当中，而且现在参与水稻抗稻瘟病的关键基因还有待发现，如何发现这些基因并且大规模的转化水稻进行鉴定还有待深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗稻瘟病的基因及其编码蛋白，用于提高水稻等植物的抗病性能。本专利技术所提供的抗稻瘟病基因，名称为0sWRKY19，来源于水稻(Oryza sativa)，编码下述蛋白质⑴或(ii):⑴序列表中的SEQ ID No:1所示氨基酸序列的蛋白质；(ii)序列表中的SEQ ID No:1氨基酸序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加而衍生的蛋白质，并且所衍生的蛋白质具有相同的功能。序列表中的SEQ ID No:1由277个氨基酸残基组成，其中第105位到165位为保守的WRKY结构域。所述取代、缺失或添加的一至十个氨基酸残基可以是非保守区域中的氨基酸残基，其改变不会对该蛋白的功能产生影响。对氨基酸残基进行取代、缺失或添加的方法，以及对蛋白功能的检测均是本领域技术人员所熟知的，通常是利用基因工程的手段对其编码基因进行突变，然后再表达出相应的蛋白并检测其功能。本专利技术的水稻抗稻瘟病基因0sWRKY19的核酸序列可以是其cDNA序列，也可以是基因组DNA序列，或者是与这些序列具有90%以上同源性且编码相同功能蛋白的DNA序列。序列表中SEQ ID NO:2所示的是OsWRKY19基因的cDNA序列，其中第73位到903是编码蛋白的CDS序列，SEQ ID NO:3所示的是OsWRKY19基因的基因组DNA序列。本专利技术还提供了包含上述核酸序列以及与该核酸序列操作性相连的表达调控序列的表达载体。在较佳的实施方案中，所述表达调控序列包括组成型高表达的调控序列，例如玉米Ubiquitinl启动子。应用0sWRKY19基因可提高植物的抗病性，包括对稻瘟病菌的抗性，其方法可以是将0sWRKY19基因导入植物细胞、组织或器官，再将被转化的植物细胞、组织或器官培育成植株，使所述0sWRKY19基因在植物中表达，得到对稻瘟病抗性提高的转基因植物。其中，0sWRKY19基因通过植本文档来自技高网...
【技术保护点】
水稻OsWRKY19基因在提高植物抗病性中的应用，所述OsWRKY19基因编码下述蛋白质(i)或(ii)：(i)序列表中的SEQ?ID?No：1所示氨基酸序列的蛋白质；(ii)序列表中的SEQ?ID?No：1氨基酸序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加而衍生的蛋白质，并且所衍生的蛋白质具有相同的功能。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿礼嘉，秦跟基，魏桐，顾红雅，郭冬姝，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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