【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程，具体涉及一种调控水稻抗纹枯病的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因oscyt2及其应用。
技术介绍
1、水稻是最重要的粮食作物之一，世界上有超过一半的人以其为主食。同时，水稻生产直接关系到我国粮食安全、农民增收和农村稳定。水稻纹枯病是由立枯丝核菌引起的一种土传性真菌病害（park et al., 2008）。据研究报道统计，纹枯病可造成高达45%的粮食产量损失，在持续降雨的潮湿环境下，纹枯病造成的粮食损失量甚至可达到100%（dai etal., 2017）。根据全国农业技术推广服务中心研究统计，2020年我国纹枯病发病面积约0.2亿hm2，病情为4级偏重，高居水稻三大病害之首（全国农业技术推广服务中心, 2020）。
2、植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂（又称胱抑素）是竞争性的和可逆的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，已被发现存在于不同植物物种中。大多数半胱氨酸蛋白酶被证明抑制肽酶c1a家族中l样半胱氨酸蛋白酶的活性（alvarez-fernandez et al.,1999; martínez et al.,2007）。它竞争性地与目标蛋白酶的活性位点相互作用，并阻断其蛋白质底物的通路。植物半胱氨酸蛋白酶可细分为三大类，第一类由分子量为12-16kda的蛋白质组成；第二组的羧基末端延伸，分子量为23kda；第三组由多个半胱氨酸蛋白酶结构域的多半胱氨酸蛋白酶组成，重量为80kda（wang et al., 2008）。一些研究证明了植物半胱氨酸蛋白酶能有效抑制线虫（chan et al., 2010）和真菌感染（val
3、因此，水稻纹枯病的防治对于保障粮食安全和提高水稻产量具有重要意义。由于水稻抗纹枯病的资源较为稀少，水稻抗纹枯病分子育种研究方面处于停滞不前的状态，这使得病害的防治变得更加困难。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种调控水稻抗纹枯病的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因oscyt2及其应用，通过农杆菌介导的遗传转化，将基因oscyt2超量表达载体转入到感病水稻中，超量表达oscyt2的转基因植株与对照植株相比表现出对纹枯病较强的抗性，本专利技术完成了基因oscyt2在水稻抗纹枯病中的功能研究，并且提出了oscyt2在抗纹枯病中的应用。技术方案具体如下：
2、本专利技术的第一方面，提供一种调控水稻抗纹枯病的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因oscyt2，所述基因oscyt2编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示，或者所述基因oscyt2编码的蛋白为seq id no.2所示的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个/几个氨基酸，且具有同等功能的衍生蛋白质。
3、需要说明的是，所述调控是指基因oscyt2的活性和/或表达量增加，则水稻对纹枯病的抗性增强。水稻对纹枯病的抗性增强主要表现在纹枯病感染水稻叶鞘及叶片后，日本晴植株的病菌侵染长度大于过表达植株；同时，纹枯病感染超量表达植株叶鞘及叶片后，病斑长度缩短，纹枯病感染水稻的能力减弱。
4、“所述基因oscyt2编码的蛋白为seq id no.2所示的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个/几个氨基酸，且具有同等功能的衍生蛋白质”所要表达的是，与seq id no.2的蛋白序列具有不低于90%同源性的衍生蛋白质序列，且衍生蛋白质的功能能调控对纹枯病的抗性。
5、进一步地，所述基因oscyt2的cds的核苷酸序列如seq id no.1所示。
6、本专利技术的第二方面，提供一种基因oscyt2在调控水稻抗纹枯病中的应用。
7、本专利技术的第三方面，提供一种产品，所述产品为以下任意一种：
8、（1）一种重组表达载体，所述重组表达载体包含所述基因oscyt2；
9、（2）一种微生物转化体，所述微生物转化体是将所述重组表达载体转化至农杆菌制得；
10、（3）一种转基因细胞系，所述转基因细胞系包含所述基因oscyt2；
11、（4）一种试剂盒，所述试剂盒含有所述重组表达载体或所述微生物转化体或所述转基因细胞系。
12、进一步地，所述重组表达载体的目的是将基因oscyt2超量表达。
13、本专利技术的第三方面，提供一种上述产品在调控水稻抗纹枯病中的应用。
14、本专利技术的第四方面，提供一种抗纹枯病转基因水稻的制备方法，将基因oscyt2通过转基因技术转化水稻制备而成。
15、进一步地，上述转基因技术的目的是将携带有所述基因oscyt2的重组表达载体通过使用ti质粒、植物病毒载体、直接dna转化、微注射、电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞中。
16、优选地，所述转基因技术为农杆菌介导法。
17、进一步地，将含有基因oscyt2的重组表达载体，采用农杆菌eha105介导的遗传转化方法，将重组表达载体导入水稻中，筛选转基因植株，最后获得阳性oscyt2超量表达的转基因水稻植株，即获得抗纹枯病转基因水稻。
18、本专利技术的第五方面，提供一种上述制备方法获得的后代植株在水稻育种中的应用。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、（1）本专利技术发现超量表达oscyt2基因的植株对纹枯病的抗性增强，纹枯病感染超量表达oscyt2基因的转基因植株后，纹枯病病斑长度减少，水稻抗病能力增强。本专利技术首次揭示了oscyt2基因增强了水稻对纹枯病的抗性，可以用于植物抗病反应的研究，对于研究基因分子功能和育种具有借鉴意义。
21、（2）植物细胞中的oscyt2基因成员很多，参与多种生物学功能，因此对oscyt2基因的研究对于后续研究其他的半胱氨酸蛋白酶抑制剂成员具有很好的参考价值。
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1.一种调控水稻抗纹枯病的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因OsCYT2，其特征在于，所述基因OsCYT2编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，或者所述基因OsCYT2编码的蛋白为SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个/几个氨基酸，且具有同等功能的衍生蛋白质。
2.根据权利要求1所述的基因OsCYT2，其特征在于，所述基因OsCYT2的CDS的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
3.一种权利要求1所述的基因OsCYT2在调控水稻抗纹枯病中的应用。
4.一种产品，其特征在于，所述产品为以下任意一种：
5.一种权利要求4所述的产品在调控水稻抗纹枯病中的应用。
6.一种抗纹枯病转基因水稻的制备方法，其特征在于，将基因OsCYT2通过转基因技术转化水稻制备而成。
7.根据权利要求6所述制备方法获得的后代植株在水稻育种中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种调控水稻抗纹枯病的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因oscyt2，其特征在于，所述基因oscyt2编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示，或者所述基因oscyt2编码的蛋白为seq id no.2所示的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个/几个氨基酸，且具有同等功能的衍生蛋白质。
2.根据权利要求1所述的基因oscyt2，其特征在于，所述基因oscyt2的cds的核苷酸序列如seq id no....
【专利技术属性】
技术研发人员：杜波，何光存，李佳美，刘新宇，陈荣智，祝莉莉，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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