[发明专利]水稻类病斑突变基因LIL1及应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体涉及一种水稻类病斑突变基因，同时涉及 该基因在稻瘟病菌抗性中的应用。

背景技术

稻瘟病是世界性的重要水稻病害，在水稻的整个生育期均可造成危害，一 般情况减产10％-20％，重的达40-50％，甚至颗粒无收。近年来，稻瘟病年发 生面积呈现逐年增加趋势，局部大爆发也不少见。栽培抗病品种是生产上防治 稻瘟病最经济有效的途径，因此发掘新的稻瘟病抗性基因对水稻的抗病育种意 义重大。

过敏性坏死反应(hypersensitiveresponse，HR)是植物对抗病原物侵染的 一种自我保护机制。过敏性坏死反应发生时，受感染部位及其周围的寄主细胞 能快速发生细胞程序化死亡(ProgrammedCellDeath，PCD)，形成坏死斑，限 制病原物进一步扩展，从而达到抗病的作用。植物类病斑突变体(lesionmimic mutant，LMM)是一类在没有明显逆境、损伤或病原物侵染的条件下，能在植株 上自发形成坏死斑的突变体，这些突变体的表型与HR相似，表现出明显的细胞 程序化死亡现象。很多类病斑突变材料在坏死斑形成之前或之后可表现局部或 系统的抗性。如水稻spl11突变体表现出稻瘟病菌(真菌)和水稻白叶枯病菌 (细菌)的双重抗性；水稻spl1突变体激活抗病基因PBZ1的表达，对稻瘟病 菌的不同生理小种均有抗性。因此，尽可能多的发现和克隆水稻类病斑突变基 因是寻找稻瘟病抗性基因的有效途径。

近年来应用分子遗传学的手段，已经发现和克隆了部分水稻中类病斑突变 体的突变基因，其中一些的确与稻瘟病的抗性相关。比如水稻Spl11和水稻 Spl18基因都能增强植株对稻瘟病的抗性，水稻Sekiguchi类病斑突变体在光 照条件下能提高植株对稻瘟病菌的抗性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的水稻类病斑突变基因，该突变基因激活了 水稻抗病相关基因的表达，并对稻瘟病菌的抗性显著增强。

本发明人从籼稻品种93-11EMS诱变群体中发现一个类病斑突变体，命名 为LIL1(Light-induced-lesionmimicmutant1)。该突变体类病斑的形成和发 展是一个类似过敏反应的细胞程序化死亡过程。抗病相关基因PR1、PR-10a、 POC-1和POX22.3基因在LIL1体内的表达量相对野生型93-11明显增加，且突 变体对稻瘟病菌的抗性显著增强。通过图位克隆的方法，将LIL1基因精细定位 于水稻7号染色体222.3kb的范围内，目前定位或克隆的水稻类病斑突变基因 无一位于定位区域，因此这是一个新的水稻类病斑突变基因。对定位区域内的 基因进行了测序，发现一个编码Tyr受体类激酶的基因，在突变体LIL1中存在 一个核苷酸的变异，导致该基因编码蛋白质的第429号氨基酸由缬氨酸变成了 异亮氨酸，其氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。采用RT-PCR技术克隆LIL1 基因的CDS编码区序列(如SEQIDNo.3所示)，并构建了超表达载体，通过 转基因验证，确定该突变的Tyr受体类激酶的基因为LIL1基因，其序列如 SEQIDNo.1所示。

本发明LIL1基因的表达可显著增强了水稻对稻瘟病菌的抗性，该基因的发 现和克隆为水稻抗稻瘟病的抗性育种提供了新的基因资源。

附图说明

图1是突变体LIL1的表型图。

其中，A：大田条件下突变体LIL1的表型，1：突变体LIL1植株，2：野生 型93-11；B：突变体LIL1老叶与新叶对比，1：老叶，2：新叶；C：无菌条件 下突变体LIL1的表型；D：突变体LIL1遮光处理的表型。

图2是LIL1基因对稻瘟病的抗性影响图。

图3是LIL1基因精细定位图。

图4是候选基因在突变体LIL1和野生型93-11内的表达情况。

图5是LIL1基因的突变位点测序峰图。

其中，A：LIL1；B：野生型93-11。

图6是LIL1蛋白突变位置。

图7是LIL1基因全长cDNA的RT-PCR结果电泳图。

其中，M：marker500bpDNAladder；1：LIL1基因。