OsGELP77基因在改良水稻抗病性中的应用制造技术

本发明专利技术属于植物基因工程技术领域，具体涉及OsGELP77基因在改良水稻抗病性中的应用。从水稻中克隆得到OsGELP77基因,其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所示。通过对OsGELP77基因的生物学功能的研究证明，在水稻中过量表达OsGELP77基因能使水稻对白叶枯病菌、细菌性条斑病菌和稻瘟病菌的多个不同致病小种均表现出抗病性增强的能力，其农艺性状没有明显改变。在水稻中敲除OsGELP77基因能使水稻对白叶枯病菌、细菌性条斑病菌和稻瘟病菌的多个不同致病小种均表现出抗病性降低，其农艺性状变差。差。

【技术实现步骤摘要】
OsGELP77基因在改良水稻抗病性中的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及OsGELP77基因在改良水稻抗病性中的应用，所述基因可用于在培育增强广谱抗白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的水稻品种改良中的应用。

技术介绍

[0002]水稻在生产上遭受多种病害危害，其中细菌病害白叶枯病和细菌性条斑病、真菌病害稻瘟病是影响水稻生产最为严重的病害，对我国乃至世界稻米安全生产影响尤为显著。据研究报道稻瘟病可以造成水稻减产10
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35％，白叶枯病可以造成水稻减产20
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30％，细菌性条斑病可以造成水稻减产20％左右。近几十年来，随着气候变化、优质杂交稻大面积推广、氮肥大量施用，这些真菌和细菌病害在我国各个水稻生产区大面积发生，且有逐年增加的趋势。因此，发掘并有效利用水稻自身的抗病基因，改良水稻品种，以提高水稻对不同病害抗病性迫在眉睫。
[0003]植物的抗病反应是多基因参于调控的复杂过程。参于植物抗病反应的基因分为两类：主效抗病基因和抗病QTL基因。但是主效抗病基因的资源有限，主效抗病基因仅仅对一种病害有抗性，或只对某一种病害的一个或少数几个致病小种有抗性，抗病范围有限。目前只有抗稻瘟病和白叶枯病的主效抗病基因被鉴定和克隆，尚无抗细菌性条斑病的主效抗病基因被发现或鉴定。除主效抗病基因以外还有一些抗病QTL基因被鉴定，其中少数抗病QTL基因被克隆，它们编码的蛋白质参于合成植物体内抗病信号分子、信号传导、防卫反应、此生代谢物等。但是在有效利用这些抗病QTL基因过程中发现部分抗病QTL基因对水稻重要农艺性状有负面影响，在一定程度上限制了对它们的育种应用。
[0004]本专利技术研究发现，水稻中的OsGELP77基因受白叶枯病菌、细菌性条斑病菌和稻瘟病菌的诱导表达，过量表达OsGELP77基因可以增强水稻对白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的广谱抗病性，且对水稻重要农艺性状没有明显影响。而敲除OsGELP77基因可降低水稻对白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的广谱抗病性。本专利技术对于重要粮食作物水稻在抗白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的改良上具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，通过对OsGELP77基因的生物学功能的研究，发现其在水稻抗白叶枯病、抗细菌性条斑病和抗稻瘟病上具有重要调控作用，通过调节OsGELP77基因表达水平影响水稻对白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的广谱抗病性。因此，本专利技术对于重要粮食作物水稻在抗白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的改良上具有重要的意义。
[0006]本专利技术的技术方案如下所述：
[0007]本专利技术证实在水稻中过量表达OsGELP77基因使水稻对白叶枯病菌、细菌性条斑病菌和稻瘟病菌的多个不同致病小种均表现出抗病性增强的能力。本专利技术通过敲除OsGELP77
基因可降低水稻对白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的广谱抗病性。通过系统研究，申请人发现OsGELP77基因在水稻抗白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病方面具有着重要的调控功能。
[0008]经过生物学功能验证证明，本专利技术所提供的水稻OsGELP77基因具有以下特性：
[0009]1、OsGELP77基因的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所示。
[0010]SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列由水稻OsGELP77基因及其上下游非编码序列共2289个脱氧核糖核苷酸组成。SEQ ID NO:1所示序列中第1位至177位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的上游非编码序列；第178位至412位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第一个外显子序列；第413位至545位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第一个内含子序列；第546位至755位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第二个外显子序列；第756位至842位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第二个内含子序列；第843位至1265位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第三个外显子序列；第1266位至1727位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第三个内含子序列；第1728位至1942位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的第四个外显子序列；第1943位至2289位的脱氧核糖核苷酸为OsGELP77基因的下游非编码序列。
[0011]2、本专利技术涉及的OsGELP77基因序列可用于在作物，特别是水稻抗病育种、转基因株系、基因新品种中的应用。
[0012]更详细的技术方案参见《具体实施方式》。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0014]过量表达OsGELP77基因增强水稻对白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的广谱抗病性。敲除OsGELP77基因可降低水稻对白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的广谱抗病性。
附图说明
[0015]图1：本专利技术鉴定和分离克隆水稻OsGELP77基因以及验证OsGELP77基因功能的技术流程图。
[0016]图2：用定量反转录
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PCR(quantitative reverse transcription
‑
PCR，RT
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qPCR)技术检测水稻品种“中花11”分别接种不同病原菌后OsGELP77基因的表达模式。附图标记说明：图2中的A图表示水稻接种白叶枯病菌PXO99后OsGELP77基因的表达量水平，每个样品中OsGELP77基因的表达量是相对于水稻中花11接种白叶枯病菌0小时的表达量，每个数据是平均值(3个重复)
±
标准差；图2中的B图表示水稻接种细菌性条斑病菌GX01后OsGELP77基因的表达量水平，每个样品中OsGELP77基因的表达量是相对于水稻中花11接种细菌性条斑病菌0小时的表达量，每个数据是平均值(3个重复)
±
标准差；图2中的C图表示水稻接种稻瘟病菌M2后OsGELP77基因的表达量水平，每个样品中OsGELP77基因的表达量是相对于水稻中花11接种稻瘟病菌0天的表达量。每个数据是平均值(3个重复)
±
标准差。
[0017]图3：本专利技术所用遗传转化载体pU1301的载体图谱。附图标记说明：图3表示pU1301的载体图谱。其中RB和LB分别表示T
‑
DNA的右边界和左边界，GUS表示β
‑
葡萄糖苷酸酶基因，Hpt表示潮霉素磷酸转移酶基因，PUbi表示玉米泛素基因启动子，TEVL表示烟草蚀刻病毒的5
′
非翻译区，NOS表示胭脂碱合成酶基因的多聚腺苷酸化信号。OsGELP77基因序列在组成型启动子PUbi的驱动下，连入到超量表达载体pU1301。利用该载体转化野生型水稻(即通常所
说的非转基因水稻品种)，进而在水稻中过量表达OsGELP77基因。
[0018]图4：过量表达OsGELP77基因水稻株系中OsGELP77基因表达量检测。附图标记说明：OsGELP77本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.过量表达OsGELP77基因在培育增强广谱抗白叶枯病、细菌性条斑病和稻瘟病的水稻品种改良中的应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁猛，张淼菁，陈丹，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：