[发明专利]提高稻瘟病抗性的水稻OsMOS4基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种提高稻瘟病抗性的水稻OsMOS4基因，本发明还涉及该水稻OsMOS4基因的稻瘟病抗性应用。 

背景技术

在植物育种上应用分子生物学技术，能够克服传统育种法的种间隔离现象，为培育作物抗病品种提供了新思路，大大提高了育种效率，显著地缩短了育种周期[1]。植物对病原菌侵害的防御，一方面是靠植株（主要是叶片）表面的蜡层、角质层等特殊细胞壁结构及分泌毒素等建立第一道防线，这些防卫措施没有专一性，可以对较广范围病原起作用[2]；另一方面，如果病原菌突破了上述的第一道防线，植物细胞表面的受体基因（PTI途径）和体内的（ETI途径）抗性基因（Rgene）编码的蛋白会对病原菌有特异性的识别，启动一系列防卫基因的表达，然后进行自身防卫[3,4]。系统获得抗性(systemic acquired resistance，SAR)即是指植物受到病原微生物的局部侵染后所表现出的整体水平的抗性，它是一种系统的、非专化、长效的抵御病原微生物的机制[5-7]。SAR可以提高植株对细菌、真菌以及病毒的持久抗性，其信号通路是由R基因和avr基因识别后[8,9]，导致细胞程序性死亡，产生过敏反应（HR），之后由HR产生的局部抗性通过信号分子的传导导致植株体内水杨酸的积累，进而诱导一系列抗病防卫反应相关基因的激活表达，从而抵御病原菌的侵染，产生系统获得抗性SAR[10]。 

稻瘟病是水稻生长过程中可能发生的重要病害之一，系统获得抗性(systemic acquired resistance，SAR)是植物抗病的重要机制，在拟南芥中NPR、SNC、MOS、EDS类蛋白参与了SAR反应，但在水稻中该反应相关基因并不清楚。 

近年来，拟南芥中SAR相关基因的克隆获得了突破性的进展，特别是1997年拟南芥中NPR1基因的克隆，证实了NPR1基因在调控拟南芥的SAR反应中起到中心作用[11]。拟南芥中过量表达NPR1基因，可以使拟南芥产生SAR反应，并对多种植物病原菌的抗性显著提高[11]。最近的研究表明组成型表达NPR1基因的水稻转基因植株对白叶枯病和稻瘟病都表现出明显抗性。除了NPR1外，近些年来在拟南芥中又先后克隆了eds1[12]、SNC1[13]、NPR4[14]、MOS[15]等一系列控制植物SAR反应的关键基因。SNC1单突变植株，植株表现出明显的矮化、黄化、叶片卷曲等水杨酸植株体内积累的表型，而MOS/SNC1双突变植株受水杨酸在植株体内积累的影响明显减小，表明在抗病信号通路中MOS（modifier of SNC1）是SNC1上游的一个修饰基因，对SNC1所引发的感病性具有一定的修饰作用。目前，关于NPR等参与的SAR信号通路的研究虽取得了一定进展，但在水稻中尚没有MOS类型基因功能的报道。 

发明内容

本发明提供了一种提高稻瘟病抗性的水稻OsMOS4基因，解决了现有技术条件下水稻的抗性差，难以有效抵抗稻瘟病的问题。 

本发明还提供了上述的水稻OsMOS4基因的稻瘟病抗性应用。 

本发明的技术方案是，利用水稻的基因组数据库，对水稻MOS类基因进行筛选和分析，采用RT-PCR方法克隆一个MOS类的水稻基因，命名为 OsMOS4，将所述OsMOS4基因导入植物细胞、组织或器官，再将被转化的植物细胞、组织或器官培育成植株，得到抗病性提高的转基因植株，并证明该基因具有增强水稻稻瘟病抗性的功能。 

本发明的有益效果是，利用水稻基因组信息，克隆得到一个MOS类基因，命名为OsMOS4，能够对水稻OsMOS4基因进行过量表达和RNAi沉默表达，利用农杆菌转化获得转基因水稻。在此基础上，进行了转基因植株对稻瘟病菌抗性测定及其水杨酸含量分析，结果表明OsMOS4过量表达植株叶片内的水杨酸含量显著多于对照组，而RNAi转基因株系则低于对照组。此外，稻瘟病菌接种过量表达植株可增强水稻抗病能力，表明OsMOS4基因可参与水稻的抗病性调控，而且可能是水稻SAR途径的关键基因，该基因的表达可促进水稻抗病能力提高，具有较好的开发前景。 

附图说明

图1是本发明OsMOS4水稻基因的载体结构示意图； 

图2是本发明OsMOS4水稻基因的RT-PCR扩增； 

图3是本发明OsMOS4基因的MOS蛋白的系统进化分析图； 

图4是本发明OsMOS4基因的MOS蛋白的核定位信号分析； 

图5是本发明OsMOS4基因的遗传转化与检测；