[发明专利]基因OsBBX14在提高水稻白叶枯病抗性中的应用

说明书

本发明公开了基因OsBBX14在提高水稻白叶枯病抗性中的应用。本发明通过PCR方法，扩增出水稻品种日本晴的OsBBX14基因的全长编码区，正向连接在植物表达载体pCAMBIA1390‑ubi上；再进行遗传转化至水稻中，提高OsBBX14基因的表达，得到OsBBX14基因表达增强的转基因水稻植株。在转基因的T3代植株中发现，阳性转基因水稻植株的白叶枯病抗性显著高于野生型。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及通过提高OsBBX14基因的表达水平来提高水稻白叶枯病抗性。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)作为最重要的粮食作物之一，为全球半数以上的人口提供食物来源，对于粮食安全至关重要(Tabien et al.,1996)。而由黄单胞杆菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo)引起的水稻白叶枯病(Bacterial blight)已经成为水稻生产中重要的病害之一，常常引起水稻减产。因此，采用合适的方法对水稻白叶枯病进行有效防治有着重要的意义。

水稻白叶枯病是由革兰氏阴性菌黄单胞杆菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzaepv.oryzae，Xoo)所引起的系统性病害，属维管束病害，为水稻生产上的三大病害之一。病原菌Xoo主要通过气孔，水孔或伤口侵染水稻叶片，继而在维管束中大量繁殖，分泌产生大量的胞外多糖使维管束堵塞，导致叶片组织失水产生灰褐色或白色病斑。随着病原菌在维管束中分布，整个植株被病原菌侵染变成灰白色，进而萎蔫干枯甚至死亡，严重影响了水稻植株的光合作用，造成水稻减产(王春连，2006)。如果水稻在分蘖期遭受病害则会造成严重减产甚至绝收(Reddy et al.,1989)。对于该病害的防治主要包括化学防治和种植抗病品种。由于是维管束病害，所以化学防治很难取得良好的防治效果而且对环境会产生危害；而种植抗病品种不但能够有效地防止病害的发生，而且节约防治成本不危害环境，被认为是最经济有效的方法(Suh et al.,2013)。因此培育抗白叶枯病品种已经成为现代水稻育种的主要目标之一，相应的培育和推广抗白叶枯病品种成为各国育种家的首要任务。然而传统的育种方法存在着育种周期长，工作量大和选择效率低等问题。但病原菌的致病性变异，新致病小种的出现和扩散的速度却快得多。因此在进行抗病基因鉴定，定位和克隆的基础上，采用分子标记选择辅助育种和基因工程育种能够大大的提高工作效率缩短育种年限。

对水稻抗白叶枯病基因的鉴定研究始于上世纪五十年代(章琦，2005)。截至2014年3月，国内外已报道的水稻抗白叶枯病基因有38个，编号已排至Xa38，其中Xa3和Xa26为同一个基因(Xiang et al.,2006)，同时还有4对基因Xa25/xa25，Xa26/xa26，Xa32/xa32和Xa33/xa33为不同的水稻材料中鉴定的不同的抗白叶枯病基因，而非等位基因。在已经鉴定的38个抗白叶枯病基因中隐性基因12个：xa5，xa8，xa13，xa15，xa19，xa20，xa24，xa26(t)，xa28(t)，xa32(t)，xa33(t)和xa34(t)(Chen et al.,2011)，其余为显性基因。在38个抗白叶枯病基因中被定位的有30个，有9个基因已经被成功克隆，分别为：显性基因Xa1(Yoshimura et al.,1998)，Xa3/Xa26(Sun et al.,2004；Xiang et al.,2006)，Xa10(Tianet al.,2014)，Xa21(Song et al.,1995)，Xa23(王春连，2006)，Xa27(Gu et al.,2005)和隐性基因xa5(Jiang et al.,2006)，xa13(Chu et al.,2006a)，xa25(Liu et al.,2011)。