本发明专利技术公开一种通过基因编辑培育抗白叶枯病水稻的方法。其是利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术，将抗白叶枯病基因Xa23启动子的EBE
A Method of Cultivating Rice Resistant to Bacterial Blight by Gene Editing
【技术实现步骤摘要】
一种通过基因编辑技术培育抗白叶枯病水稻的方法
本专利技术涉及植物基因工程领域，具体涉及基因编辑技术提高水稻对白叶枯病抗性水稻的方法。
技术介绍
水稻是我国最重要的粮食作物，约60％的人口以稻米为主食,水稻生产的可持续发展直接关系到我国的粮食安全。水稻白叶枯病(Bacterialblight,BB)是世界水稻生产中的主要病害之一,最早于1884年在日本福冈地区发现，从50年代开始,发病范围不断扩大,目前白叶枯病的发生范围已遍及世界各水稻产区(MewTW.Currentstatusandfutureprospectsofresearchonbacterialblightofrice[J].AnnuRevPhytopathol,1987,25:359-382；OuSH.Ricedisease,CommonwealthAgriculturalBereaux[M],England,1985,380pp.)。水稻白叶枯病在亚洲尤其严重，在我国，从南到北，除新疆外的各稻区都有分布。水稻白叶枯病是由革兰氏阴性菌黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonasoryzaepv.oryzae，Xoo)引起的一种维管束病害，感病后一般可造成水稻减产20％～30％，严重时甚至绝收。由于病原菌通过伤口或水孔侵入维管束产生危害，用药剂防治效果不佳，不仅费钱、费工且污染环境。实践证明，种植抗病品种是防治水稻白叶枯病最为经济和有效的方法。所以自20世纪60年代，发掘和利用抗白叶枯新基因一直是国内外研究的热点之一。目前已报道的水稻抗白叶枯病基因达42个，在这些抗病基因中大多数已被定位到染色体上，其中有11个已先后被克隆，包括：Xa1(YoshimuraS,YamanouchiU,KatayoseY,etal.ExpressionofXa1,abacterialblight-resistancegeneinrice,isinducedbybacterialinoculation[J].ProcNatlAcadSci.1998,95:1663-1668)、Xa3/Xa26(同一基因)(SunX,CaoY,YangZ,etal.Xa26,ageneconferringresistancetoXanthomonasoryzaepvoryzaeinrice,encodesanLRRreceptorkinase-likeprotein[J].ThePlantJournal,2004,37:517-527；XiangY,CaoY,XuC,etal.Xa3,conferringresistanceforricebacterialblightandencodingareceptorkinase-likeprotein,isthesameasXa26[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2006,113:1347–1355.)、Xa4(HuK,CaoJ,ZhangJ.etal,Improvementofmultipleagronomictraitsbyadiseaseresistancegeneviacellwallreinforcement[J].Nat.Plants,2017,3,17009)、xa5(IyerAS,McCouchSR.Thericebacterialblightresistancegenexa5encodesanovelformofdiseaseresistance[J].MolecularPlantMicrobeInteractions,2004,17(12):1348-1354；JiangGH,XiaZH,ZhouYL,etal.Testifyingthericebacterialblightresistancegenexa5bygeneticcomplementationandfurtheranalyzingxa5(Xa5)incomparisonwithitshomologTFIIAg1[J].MolecularGeneticsandGenomics,2006,275:354–366.)、Xa10(TianD,WangJ,ZengX,etal.ThericeTALeffector-dependentresistanceproteinXA10triggerscelldeathandcalciumdepletionintheendoplasmicreticulum[J].PlantCell,2014,26,497–515)、xa13(ChuZ,FuB,YangH,etal.Promotermutationsofanessentialgeneforpollendevelopmentresultindiseaseresistanceinrice[J].GenesDev,2006,20:1250–1255)、Xa21(SongW,WangG,ChenL,etal.Areceptorkinase-likeproteinencodedbythericediseaseresistancegene,Xa21[J].Science,1995,270:1804-1806)、Xa23(WangCL,ZhangXP,FanYL,etal.XA23isanexecutorRproteinandconfersbroad-spectrumdiseaseresistanceinrice[J].Mol.Plant,2015,8,290–302)、xa25(LiuQS,YuanM,ZhouY,etal.AparalogoftheMtN3/salivafamilyrecessivelyconfersrace-specificresistancetoXanthomonasoryzaeinrice[J].PlantCellandEnvironment,2011,34:1958-1969)、Xa27(GuK，YangB，TianD,etal.Rgeneexpressioninducedbyatype-IIIeffectortriggersdiseaseresistanceinrice[J].Nature,2005,435,23June,1122-1125)和xa41(HutinM,SabotF,GhesquiereA,etal.knowledge-basedmolecularscreenuncoversabroad-spectrumOsSWEET14resistancealleletobacterialblightfromwildrice[J].PlantJ.2015,84,694–703)。在上述这些抗病基因中，它们大多数抗谱狭窄、抗性持久性差或为隐性基因，在生产上不便利用。目前被有效利用的只有Xa3、Xa4、Xa7、Xa21和Xa23等少数几个。由于病原菌致病性的不断变异，已出现能克服Xa3、Xa4、Xa7和Xa21抗白叶枯病基因的菌株。目前只有Xa23表现出对所有测试菌株广谱高抗的特性，而且Xa23基因介导的抗性具有完全显性、全生育期抗病的特点，因此对水稻特别是杂交稻的遗传改良，包括分子标记辅助育种和转基因工程育种都具有十分广本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通过基因编辑显著提高水稻抗白叶枯病水平的方法，其特征在于，利用基因编辑方法介导的同源重组修复方法，将AvrXa23结合位点的核酸片段替换到水稻中
【技术特征摘要】
1.一种通过基因编辑显著提高水稻抗白叶枯病水平的方法，其特征在于，利用基因编辑方法介导的同源重组修复方法，将AvrXa23结合位点的核酸片段替换到水稻中xa23基因上游的启动子区，赋予xa23基因在遭遇白叶枯病菌侵染时能激活表达的能力，从而提高水稻对白叶枯的抗性水平。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基因编辑方法是CRISPR/Cas9、CRISPR/Cpf1、TALENs或ZFNs基因编辑方法。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的AvrXa23结合位点的核酸片段序列为白叶枯病菌效应子蛋白AvrXa23可以结合的25-30bp的核酸序列。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的AvrXa23结合位点的核酸片段序列为包括但不限于EBEAvrXa23序列，其中所述EBEAvrXa23的序列为SEQIDNO:1所示序列：TCCGAAACATCTTCCTCCCGCATCACTA。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在对白叶枯感病的水稻品...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵开军，卫正，王春连，高英，纪志远，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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