[发明专利]一种转基因抗纹枯病水稻的培育方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻基因工程技术领域。具体涉及一种转基因抗纹枯病水稻的培育方法。本发明克隆的基 因是一个水稻多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因OsPGIP1，通过农杆菌介导的遗传转化将其导入受体品种从 而获得对纹枯病抗性显著提高的转基因水稻。

背景技术

水稻纹枯病是水稻三大病害之一，其对水稻生产造成的损失十分严重(Savary,S.,Castilla,N.P.,Elazegui, F.A.,McLaren,C.G.,Ynalvez,M.A.andTeng,P.S.Directandindirecteffectsofnitrogensupplyanddisease sourcestructureonricesheathblightspread.Phytopathology,1995,85,959-965；Slaton,N.A.,Cartwright,R.D., Meng,J.,Gbur,E.E.andNorman,R.J.Sheathblightseverityandriceyieldasaffectedbynitrogenfertilizerrate, applicationmethod,andfungicide.Agron.J.2003,95,1489-1496)。随着近年来杂交水稻密植方式的推广，水 稻纹枯病的发病也逐年加重，所以，培育抗纹枯病的水稻新品种势在必行。然而，由于在现有的水稻种质 资源中一直没有鉴定得到对纹枯病完全免疫的材料，所以，利用常规育种方法培育抗纹枯病的水稻新品种 困难重重。水稻转基因体系的日渐成熟为抗纹枯病转基因水稻的培育带来了新希望。然而因为一直没有克 隆出抗纹枯病的主效基因，可以利用的候选基因就局限于几丁质酶基因、β-1，3-葡聚糖酶基因等。这些基 因的作用方式比较单一，均是通过降解真菌细胞壁来达到抑制纹枯病菌的生长，从长远来看，一旦有新的 抗性生理小种产生，这些抗性转基因水稻很快就会失效。因此，为了获得具有持久抗性的转基因材料，就 迫切需要挖掘有别于以上作用方式的新的候选基因。

细胞壁是植物细胞抵御病原菌侵染的第一道屏障。病原菌入侵植物时，首先会分泌一些水解酶如多聚 半乳糖醛酸酶(polygalacturonases)、木聚糖酶(xylanases)、葡聚糖酶(galucanases)等来降解植物细胞壁 (Alghisi,P.andFavaron,F.Pectin-degradingenzymesandplant-parasiteinteractions.Eur.J.PlantPathol.1995, 101,365-375)。植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonaseinhibitingproteins，PGIPs)是富含亮氨 酸重复(LRR)的蛋白质超家族中的一员，这些LRR结构域在很多抗病基因中也都非常保守，同时它也在 蛋白互作中扮演了重要角色。PGIPs可以抑制病原菌PG酶的活性，一方面阻止病原菌对植物细胞壁的降 解，减缓病原菌侵染植物的进程；另一方面可以使寡聚半乳糖醛酸维持的时间更长，从而延长植物的防御 反应，最终提高植物对病原菌的抗性(Mishra,A.K.,Sharma,K.andMisra,R.S.Elicitorrecognition,signal transductionandinducedresistanceinplants.J.PlantInteract.2012,7,95-120)。