System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() OsAGO17蛋白及其编码基因在提高植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用制造技术_技高网

OsAGO17蛋白及其编码基因在提高植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用制造技术

技术编号:43074041 阅读:3 留言:0更新日期:2024-10-22 14:48
本发明专利技术公开了OsAGO17蛋白及其编码基因在提高水稻对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用,属于生物技术领域。本发明专利技术首次研究发现,过表达OsAGO17蛋白或提升编码OsAGO17蛋白的核酸分子的表达量,水稻对南方水稻黑条矮缩病毒的抗性增加。本发明专利技术可用于水稻种质资源的改良及遗传育种领域,具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物,尤其涉及osago17蛋白及其编码基因在提高水稻对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用。


技术介绍

1、水稻作为全球重要的粮食作物之一,其安全生产对于保障粮食安全至关重要。然而,水稻病毒病害的爆发和持续威胁给水稻生产带来了严峻的挑战。目前我国重要的水稻种质,包括粳稻、籼稻、杂交稻以及不育系、恢复系等,普遍缺乏对水稻病毒的广谱抗性。这意味着一旦病毒爆发,几乎所有的水稻品种都可能受到影响,导致严重减产。尽管科研人员在水稻病毒病害的研究上取得了一定的进展,但对于病毒的传播机制、致病机理以及有效的防控策略等方面的研究仍然不足。

2、南方水稻黑条矮缩病毒(southern riceblack-streakeddwarfvirus,srbsdv)是呼肠孤病毒科(reoviridae)斐济病毒属(fijivirus)的双链rna病毒。2001年,南方水稻黑条矮缩病毒于我国广东省首次被发现,在亚洲多个地区发生,特别是在中国南部和中南半岛各国,水稻黑条矮缩病已成为近十年影响这些地区水稻生产的最主要病毒病害之一。南方水稻黑条矮缩病毒通过特定的昆虫介体-白背飞虱(sogatellafurcifera)以持久增殖型方式传播,但不能经卵传播。srbsdv感染水稻后,会导致植株显著矮缩,茎部韧皮部增生形成大量瘤状结构,严重影响水稻的结实率,甚至可能导致不抽穗,造成严重的产量损失。srbsdv的基因组由10条双链rna组成,共编码13个病毒蛋白,包括6个结构蛋白:p1,p2,p3,p4,p8,p10,以及7个非结构蛋白p5-1,p5-2,p6,p7-1,p7-2,p9-1,p9-2。其中p1、p6蛋白参与病毒基因组的复制过程,p4和p5蛋白可能通过不同的机制或在不同阶段参与病毒的运动,p2、p7-1和p7-2在病毒颗粒的形成中发挥重要作用。目前对南方水稻黑条矮缩病毒引起的病害还缺乏有效的防治手段,使得对水稻抗病srbsdv的基因挖掘具有重要的意义。

3、rna沉默是真核生物中普遍存在的一种进化上比较保守的调节基因表达的机制,也是寄主应对病毒等病原体侵染的主要防御反应。rna沉默通路中的dicer-like(dcl)、argonaute(ago)以及rna-dependentrnapolymerase(rdr)蛋白分别负责rna沉默的起始、效应和信号放大阶段。rna沉默一方面可以通过rna介导的dna甲基化(rna-directeddnamethylation,rddm)导致的转录层面的基因沉默(transcriptionalgenesilencing,tgs)来抑制同源dna的转录,另一方面可以通过切割和降解或抑制靶标rna翻译的方式实现转录后基因沉默(posttranscriptional gene silencing,ptgs)。病毒感染导致的宿主内大量病毒源小rna(vsirna)的产生,能够被装载到ago蛋白中,形成针对病毒基因组的risc,从而有效抑制病毒的复制与传播。

4、ago蛋白在生命的多个领域发挥着重要作用,尤其在免疫反应中,它是防御病毒入侵的关键要素。在2002年的一项研究中,科学家首次发现了拟南芥中的ago1蛋白对黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,cmv)具有高度敏感性,这一发现揭示了植物ago蛋白在抗病毒防御中的关键作用。通过使用具有rna沉默抑制子(viral suppressor of rnasilencing,vsr)功能缺陷或保留完整病毒基因的病毒株侵染拟南芥的ago突变体,研究人员进一步证实了在拟南芥体内,ago1和ago2蛋白是对抗rna病毒最关键的蛋白质。这两种蛋白以独特而互补的方式共同参与对rna病毒的防御。这一发现不仅加深了我们对植物抗病毒机制的理解,也为未来开发新的植物病毒防控策略提供了重要的科学依据。水稻中的ago18和ago1蛋白已被发现具有广谱的抗病毒效应,两者通过复杂的调节模式介导水稻与病毒的互作过程。水稻ago1能够结合mir168靶向切割自身的mrna,形成一种负反馈调节的模式。当ago1的功能被vsr干扰后会释放mir168对ago1的抑制,从而提高ago1的表达,增强对病毒的抑制作用。这种巧妙的负反馈调节通路能稳定ago1对植物生长发育和抵御病毒侵染的调控。而水稻ago18又能通过“分子锁扣”的模式,调节mir168对ago1的抑制,进一步增加了该通路的复杂性,以应对环境变化以及病原微生物的干扰。在水稻的rna沉默系统中,基因组编码了8种dcl蛋白、19种ago蛋白和5种rdr蛋白。尽管这些基因在水稻的病毒防御中扮演着角色,但关于它们具体如何作用的详细信息还有待进一步研究。

5、随着基因编辑技术,如crispr-cas9等,的快速发展和迭代,研究者们现在能够以前所未有的精确度直接在作物的基因组中定位、修改或删除特定的基因。这种技术的应用极大地加速了作物改良的过程,特别是在提高作物对病害的抵抗力方面。与耗时更长、效率较低的传统育种技术相比,基因编辑技术能够在相对较短的时间内,精确引入或改良作物的抗病性状,从而提高作物的产量和质量。此外,由于基因编辑可以在不引入外源dna的情况下进行,这减少了转基因作物可能引起的公众担忧和监管障碍,有助于该技术的广泛应用和接受。通过针对作物基因组的精确编辑,研究者们能够进行目标化的抗病毒基因功能研究,验证其效应,并根据这些信息,系统性地优化作物的抗病性能。这不仅加速了对作物抗病机制的理解,还推动了新一代高抗病力作物品种的开发,为全球粮食安全贡献力量。基因编辑技术正成为现代农业生物技术中一个强有力的工具,使得定制化和功能化育种成为可能,同时也为作物病害管理提供了新的策略和解决方案。


技术实现思路

1、本专利技术的一个目的是提供一种用于调控植物抗南方水稻黑条矮缩病(或用于调控植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性)的osago17蛋白,所述所述osago17蛋白为如下任一所示蛋白质:

2、1)氨基酸序列为seq id no.2的蛋白质;

3、2)将seq id no.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质;

4、3)与1)-2)中任一所限定的氨基酸序列具有99%以上、98%以上或者95%以上同一性且具有相同功能的蛋白质。

5、本专利技术的另一个目的是提供一种编码上述osago17蛋白的核酸分子,所述核酸分子为如下任一所示基因:

6、1)核苷酸序列如seq id no.1所示的基因;

7、2)与1)中限定的核苷酸序列具有99%以上、98%以上或者95%以上同一性且编码权利要求1所述osago17蛋白的基因;

8、3)在严格条件下与1)或2)中任一所限定的核苷酸序列杂交且编码权利要求1所述osago17蛋白的基因。

9、本专利技术的又一个目的是提供上述osago17蛋白或编码osago17蛋白的核酸分子在调控植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用;<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于调控植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性的OsAGO17蛋白,其特征在于:所述OsAGO17蛋白为如下任一所示蛋白质:

2.一种编码权利要求1所述OsAGO17蛋白的核酸分子,其特征在于:所述核酸分子为如下任一所示基因:

3.权利要求1所述的OsAGO17蛋白或权利要求2所述的核酸分子在调控植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:过表达OsAGO17蛋白或提升编码OsAGO17蛋白的核酸分子的表达量在提高植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用。

5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:所述植物为水稻。

6.权利要求1所述的OsAGO17蛋白或权利要求2所述的核酸分子在培育对南方水稻黑条矮缩病毒抗性提高的转基因植物中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:过表达OsAGO17蛋白或提升编码OsAGO17蛋白的核酸分子的表达量在培育对南方水稻黑条矮缩病毒抗性提高的转基因植物中的应用。

8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:所述植物为水稻。

9.一种提高植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性或培育对南方水稻黑条矮缩病毒抗性提高的转基因植物的方法,其特征在于:包括如下步骤:将编码权利要求1所述OsAGO17蛋白的核酸分子导入目的植物中,得到对南方水稻黑条矮缩病毒抗性高于目的植物的转基因植物;所述核酸分子为核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的基因。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:所述植物为水稻。

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【技术特征摘要】

1.一种用于调控植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性的osago17蛋白,其特征在于:所述osago17蛋白为如下任一所示蛋白质:

2.一种编码权利要求1所述osago17蛋白的核酸分子,其特征在于:所述核酸分子为如下任一所示基因:

3.权利要求1所述的osago17蛋白或权利要求2所述的核酸分子在调控植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:过表达osago17蛋白或提升编码osago17蛋白的核酸分子的表达量在提高植物对南方水稻黑条矮缩病毒抗性中的应用。

5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:所述植物为水稻。

6.权利要求1所述的osago17蛋白或权利要求2所述的核酸分子在培育对南方...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴建国赵珊珊吴明张帅
申请(专利权)人:福建农林大学
类型:发明
国别省市:

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