本发明专利技术公开了一种玉米纹枯病抗病相关基因GRMZM2G456997，其基因序列如SEQ ID NO.1所示。同时还公开了该基因的编码区基因如SEQ ID NO.2所示，以及该序列翻译的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。将GRMZM2G456997基因的超量表达载体转入玉米植株后，GRMZM2G456997基因表达量显著提高的遗传转化玉米对纹枯病菌的抗性明显增强，证明GRMZM2G456997基因在玉米抗纹枯病中发挥重要作用。
【技术实现步骤摘要】
玉米纹枯病抗病基因GRMZM2G456997及应用
本专利技术涉及植物基因工程
，具体涉及玉米纹枯病抗病相关基因GRMZM2G456997及其在作物改良提高对纹枯病抗性中的应用。
技术介绍
植物在生长的过程，受到多种病原物的侵害。植物病原物的种类繁多，包括病毒、细菌、真菌和线虫等。病原物侵入植物导致两种结果：（1）病原体成功的在寄主植物内繁殖，引起相关病症；（2）寄主植物产生抗病反应，杀死病原物或阻止其生长。利用抗性基因资源改良植物的抗病性，是预防病害同时又保护环境的根本出路。植物的抗病反应是多基因参与调控的复杂过程。参与植物抗病反应的基因分为两类：（1）抗病基因，又称R（resistance）基因和（2）抗病相关基因。根据目前人们对抗病基因功能的认识，这类基因的产物主要是作为受体，直接或间接与病原蛋白相互作用，启动植物体内的抗病信号传导路径（Tang等，1996，Science274:2060-2063；Baker等，1997，Science276:726-733；Jia等，2000，EMBOJ.19:4004-4014；Dangl和Jones，2001，Nature411:826-833；Nimchuk等，2001，Curr.Opin.PlantBiol.4:288-294）。抗病基因介导的抗病反应强，是很好的基因资源。但由于下述原因，使利用抗病基因改良植物抗性受到限制：（1）抗病基因的资源有限，如目前知道的抵抗水稻重要病害白叶枯病的抗病基因少于30个，抵抗另一水稻重要病害-稻瘟病的抗病基因也只有大约40个；（2）抗病基因具有病原种类和病原生理小种特异性，抗病范围有限；（3）因为病原的快速突变，一个抗病基因的作用往往几年或者十几年后就丧失了。抗病相关基因是指除抗病基因外所有参与抗病反应的基因，它们的编码产物参与合成植物体内抗病信号分子、参与信号传导或参与防卫反应等。这类基因的共同特点是病原诱导后它们的表达量升高或减少，因此人们可以根据病原诱导前后基因的表达量的差异大规模地鉴定植物抗病相关基因（Maleck等，2000，NatureGenet.26：403-410；Schenk等，2000，Proc.Natl.Acad.Sci.USA97:11655-11660；Zhou等，2002，ScienceinChina45:449-467）。目前，人们对抗病相关基因的认识有限。根据已有报道，绝大多数抗病相关基因单独作用时的抗性能力可能比抗病基因小。但根据下述原因，它们是值得大力开发的基因资源：（1）由于绝大多数抗病相关基因的产物不需要直接与病原物相互作用，这类基因是具有持久抗性的基因资源；（2）大多数抗病相关基因参与的抗病反应没有病原特异性，因此它们是具有广谱抗性的基因资源；（3）这类基因的资源丰富。植物的抗病反应可以分为两大类。长期以来研究者们对这两大类抗病反应给予了不同名称，如垂直抗性和水平抗性（VanDerPlank等，1968，DiseaseResistanceinPlants，Academic，NewYork）、质量抗性和数量抗性（Ou等，1975，Phytopathology65:1315-1316）、完全抗性和部分抗性（Parlevliet，1979，Annu.Rev.Phytopathol.1:203-222）。质量抗性（或垂直抗性或完全抗性）是抗病基因介导的抗病反应。数量抗性（或水平抗性或部分抗性）是由数量性状位点（quantitativetraitlocus，QTL）调控的抗病反应，它被认为无病原特异性，而且抗性持久（Roumen，1994，RiceBlastDisease，Zeigler等编著，CABInternational，Cambridge，UK，pp.245-265）。目前，人们对植物抗病QTL的基因本质还不清楚。因此，虽然已经鉴定出了大量抗病QTL，如水稻抗白叶枯病QTL（Li等，1999，Mol.Gen.Genet.261：58-63）、抗稻瘟病QTL（Wang等，1994，Genetics136:1421-1434；Chen等，2003，Proc.Natl.Acad.Sci.USA100:2544-2549）、抗纹枯病QTL（Li等，1995，Theor.Appl.Genet.91:382-388）和抗病毒病QTL（Albar等，1998，Theor.Appl.Genet.97:1145-1154）等，但这些抗性QTL没有被很好地用于植物抗病性的改良。近年研究发现很多抗病相关基因的染色体位置与抗病QTL相对应，提示这些抗病相关基因可能就是相对应的QTL。抗病相关基因的染色体位置与抗病QTL相对应这一现象在多种植物中都被观察到，包括水稻（Xiong等，2002，中国科学45:518-526；Ramalingam等，2003，Mol.Plant-MicrobeInteract.16:14-24；Wen等，2003，Mol.Gen.Genomics269:331-339；Chu等，2004，Mol.Gen.Genomics271:111-120）、小麦（Faris等，1999，Theor.Appl.Genet.98：219-225）、豆类（Geffroy等，2000，Mol.Plant-MicrobeInteract.13:287-296）和马铃薯（Trognitz等，2002，Mol.Plant-MicrobeInteract.15:587-597）。这些结果为采用候选基因策略分离、克隆和利用抗病QTL的基因提供了依据。玉米和水稻是世界上重要的粮食作物，但纹枯病常常造成其产量和品质的下降，并且玉米和水稻纹枯病菌可以互相侵染。因此，了解纹枯病的发病机制，有助于利用高效途径改良玉米和水稻品种的抗性，控制病害的发生，减少或避免植物病害所带来的损失。分离克隆抗病相关基因是对玉米和水稻抗病机理研究的前提。同时，与抗病基因的应用相比，抗病相关基因的应用能提供植物更为广谱及长效的抗性。通过超量表达抗病相关基因进行玉米和水稻品种的改良，将进一步增强植物的抗病性，拓宽植物的抗谱。这些方面是采用常规植物育种和改良技术所不能达到的。因此如何利用玉米抗病基因的克隆获得抗病植株成为亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人针对上述现有技术的情况要解决的技术问题，提供了一个从玉米中分离克隆出的抗病相关基因GRMZM2G456997完整编码区段的DNA片段。其基因的序列如序列表SEQIDNO.1所示，编码序列如序列表SEQIDNO.2所示，编码氨基酸序列如序列表SEQIDNO.3所示。该基因GRMZM2G456997片段来源于玉米B73，其通过特殊设计的引物扩增玉米B73cDNA获得，其中所述的引物包括引物1，5′-ATGGAGTACTCGTCTACTAGGG-3′其序列如序列表SEQIDNO.4所示，引物2，5′-CTAGTAGGGTCTCTGTCCGC-3′其序列如序列表SEQIDNO.5所示，之后利用强启动子驱动原理的转基因技术，将GRMZM2G456997基因的超量表达载体转入水稻品种中花11。GRMZM2G456997基因表达量显著提高的遗传转化水稻对纹枯病菌的抗性明显增强本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种玉米纹枯病抗病相关基因GRMZM2G456997，其基因序列如SEQ ID NO.1所示。
【技术特征摘要】
1.由序列表中SEQIDNO.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质或者编码该蛋白质的基因在培育抗纹枯病水稻中的应用；所述编码该蛋白质的基因序列如SEQIDNO.2所示。2.G...
【专利技术属性】
技术研发人员：储昭辉，丁新华，
申请(专利权)人：安徽拜森生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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