[发明专利]水稻基因OsGE61及其在水稻抗稻瘟病中的应用

说明书

本发明提供了一种水稻基因OsGE61及其抗稻瘟病的应用，该基因的开放阅读框长1884bp，编码一种类受体蛋白激酶，由627个氨基酸组成。本发明采用CRISPR/Cas9的方法对水稻基因OsGE61进行敲除，分别对野生型和敲除突变体植株进行稻瘟病菌接种实验，结果显示，敲除OsGE61明显提高了水稻植株对稻瘟病菌的抗性，表明该基因可用于选育或培育相关的抗病品种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种水稻基因OsGE61及其在抗稻瘟病中的应用。

背景技术

水稻（Oryza sativa）是世界一半以上人口的主食。由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病导致每年稻米产量损失10％至30％。

植物与病原微生物的相处过程中，不断产生一些复杂的免疫应答系统来抵御病原微生物的侵害，目前发现植物免疫系统至少包括2个层次：第一层为病原相关分子模式（Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）激发的免疫性（PAMP-triggeredimmunity，PTI），即植物通过细胞表面模式识别受体（PRRs）对病原菌的PAMPs 进行分子识别，从而启动植物的防卫反应；第二层为病原菌效应子激发的免疫性（Effector-triggeredimmunity，ETI），即有些毒性强的病原菌通过产生效应子（effectors）来抑制PTI，从而突破植物的第一道防线，而植物又进化出新的分子受体（例如R 基因编码的NBS-LRR 蛋白质）以侦察病原菌效应子并启动第二道防卫反应。ETI是特异性抗性，抗谱很窄，同时由于病原菌效应子的快速进化阻断了寄主的有效识别，因此，在农业中依赖于ETI的抗性基因防治措施通常是短暂的。与此相反，同一类病原菌中PAMPs在分子水平上是保守的，因此，PTI使植物拥有广谱抗性，同时抗性也是持久的。

目前已知的植物模式识别受体中，最重要的一类是类受体蛋白激酶（Receptor-Like protein Kinases, RLKs）。RLKs由一个胞外配体结合结构域、一个跨膜结构域和一个胞内激酶结构域组成。RLKs可以通过识别外界的信号，而激活下游的信号通路。植物中类受体激酶家族的成员具有十分明显的扩张，例如拟南芥基因组中拥有超过600个RLK基因家族成员而水稻基因组中含有有超过1100个RLK基因家族成员。植物RLKs参与了许多重要的生物学过程，包括激素应答，细胞分化，生长发育，自身不亲和，逆境的应答和病原物的识别等。

RLKs在植物对病原菌的识别过程中有着重要的作用。例如感应细菌鞭毛蛋白的拟南芥FLS2基因、感应延伸因子-Tu中的拟南芥EFR基因、抗细菌病原菌的水稻Xa21基因和几丁质识别受体中水稻OsCERK1基因等。

目前，并没有关于水稻类受体蛋白激酶OsGE61基因在水稻抗稻瘟病应用的报道。本发明研究发现，采用生物技术手段改变水稻OsGE61的表达水平，可提高水稻抗病能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻基因OsGE61及其在水稻抗稻瘟病中的应用，具体采用CRISPR/Cas9方法对OsGE61基因进行敲除，对作物进行遗传改良，培育出抗稻瘟病的转基因水稻。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种水稻基因OsGE61，其开放阅读框核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。