[发明专利]一种水稻抗细菌性条斑病相关基因OsDRxoc6

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域。具体涉及一个水稻抗细菌性条斑病相关基因OsDRxoc6的分离克隆和功能验证及应用。OsDRxoc6基因位于水稻细菌性条斑病抗性QTLqBlsr5a，该基因没有内含子，它是水稻抗病反应中的正调控因子。抑制OsDRxoc6基因表达的转基因植株对水稻细菌性条斑病的抗性水平显著降低，而超量表达该基因的转基因植株抗病能力显著提高。

背景技术

植物在生长的过程中，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，引起相关的病症；（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于调控的复杂过程。参于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；Baker等，1997；Jia等，2000；Dangl和Jones,2001；Nimchuk等，2001）；抗病基因介导的抗病反应抗性强，是很好的基因资源。但迄今为止尚未从水稻体内克隆到一个主效抗病基因来抵抗水稻细菌性条斑病菌（简称水稻条斑病菌）的侵染，使利用抗病基因改良植物抗性受到限制；目前仅从玉米B73中克隆得到了一个与水稻条斑病菌无毒基因avrRxo1相对应的抗性基因Rxo1（Zhao等，2004），抗病基因的资源特别有限。此外，由于病原的快速突变，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于抗病反应的基因，它们的编码产物参于合成植物体内抗病信号分子、参于信号传导、阻止信号传导或参于防卫反应等。这类基因在植物体内表达量的升高或减少与植物的抗病性相关联。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，尤其是抗性QRL需要多个微效抗病相关基因共同作用起到抗病的效果。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。目前鉴定的许多抗性相关基因如OsWRKY13，OsDR8，GH3-8，OsMPK6等，这些基因在各自的QTL中均发挥着重要的作用（Wang等，2010）。现在，对于水稻条斑病的抗性研究，科学家更多的精力集中在水稻条斑病抗性数量位点（QTL）的发掘上。比如，水稻5号染色体短臂上的抗性QTL qBlsr5a的精细定位有可能在水稻条斑病抗性的遗传改良上具有较大的应用前景（韩庆典等，2008）。水稻中虽然鉴定了很多抗细菌性条斑病的相关数量位点（QTL）（李小辉，2005；邓云，2007），但是，这些基因在水稻抗病反应中的作用机理、以及单个抗病相关基因是否会引起水稻抗病表型的改变都不清楚。抗性QTL qBlsr5a的精细定位有可能为抗条斑病带来很好的契机，LOC_05g01380和LOC_05g01444基因是此QTL的两个重要的候选基因，预测对QTL qBlsr5a的抗病贡献更大（韩庆典等，2008），但其功能作用有待进一步考证。

水稻是世界上重要的粮食作物，但病害的影响常常造成其产量和品质的下降。因此，了解病害的发病机制，有助于利用高效途径改良水稻品种的抗性，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。通过超量表达作为抗病反应正调控因子的抗病相关基因的功能进行水稻品种的改良，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。因此如何获得一种切实可靠的水稻抗细菌性条斑病相关基因成为亟待解决的问题之一。

发明内容