[发明专利]水稻抗白叶枯病基因Xa2、Xa14和Xa45(t)及其应用

说明书

本发明涉及三种水稻抗白叶枯病基因Xa2、Xa14和Xa45(t)及其应用，属于基因工程技术领域。Xa2、Xa14和Xa45(t)基因抗含有典型TALE蛋白编码基因的白叶枯病菌，不抗含有iTALE编码基因的白叶枯病菌小种。Xa2、Xa14和Xa45(t)基因转入感病品种中可使水稻由感病转变为抗病。转入Xa2、Xa14和Xa45(t)基因的水稻植株没有明显的农艺性状变化。Xa2、Xa14和Xa45(t)基因可用于抗白叶枯病水稻育种。

技术领域

本发明属于基因工程领域，尤其是涉及三种水稻抗白叶枯病基因Xa2、Xa14和Xa45(t)及其应用。

背景技术

水稻白叶枯病由稻黄单胞菌稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo)引起，是一种重要的水稻细菌病害，世界各地水稻产区均有发生，常年可导致减产20％-50％，严重时绝产。培育和种植抗病品种是防治白叶枯病最经济、最有效和最绿色的措施。

白叶枯病菌和水稻间相互作用，是一场军备竞赛。水稻不同品种对白叶枯病菌侵染抗性不同，至今从水稻不同品种和材料中鉴定了四十多个抗病(R)基因，但仅有少数抗病基因被分离和克隆，有些是显性抗病基因，如Xa1、Xa4/Xa26、Xa10、Xa21、Xa23、Xa27等，有些是隐性抗病基因，如xa5、xa13和xa41(t)等。水稻隐性的抗病基因的等位基因是感病(S)基因。多数R基因，例如Xa2、Xa14和Xa45(t)等，至今未被克隆。这些R基因对应白叶枯病菌含有匹配的无毒基因(avr)的小种，表现为水稻和病原菌间的“基因-对-基因”互作关系。就白叶枯病菌的avr基因而言，目前克隆和鉴定的avr基因的产物均为转录因子类效应物(Transcription activator-like effector，简称TALE)。病原菌通过三型分泌系统将TALE蛋白转运注入水稻细胞核中，结合在水稻R或S基因的启动子上，结合的DNA序列称为EBE(Effector-binding element)，激活R或S基因表达，从而导致水稻表现为抗病或感病。研究发现，白叶枯病菌TALE蛋白有两种类型，一是典型结构特征的TALE蛋白，其特征是：N-端280氨基酸(aa)含有分泌和转位信号；中间部分是由34aa的重复单元构成的重复区(CRR)，每个TALE蛋白重复区的重复单元数不一样，每个重复单元的12和13位aa高度变异，其他均相同；12和13位高度变异的氨基酸残基称之为RVD，每个RVD结合1个DNA碱基，决定与水稻靶标基因的专一性；CRR后在C-端有3个核定位信号(NLS)和1个酸性转录激活域(AD)。另一是非典型结构特征的TALE蛋白，也称为iTALE，其特征是：N-端缺少58个氨基酸；中间重复区后的C-端仅有1-2个核定位信号(NLS)，缺少AD域。典型TALE蛋白可以激活Xa1抗性，而iTALE蛋白抑制Xa1抗性，具体机制不详。因此，克隆水稻中与TALE或iTALE对应的其他未克隆的R基因，可能是培育广谱抗白叶枯病育种的一种有效途径。

鉴定水稻抗病基因与白叶枯病菌TALE间的对应关系，有助于深入揭示水稻感病机理以及水稻与病原菌间的互作机制，进一步的选育或者培育相关的抗性品种，不仅更好地控制白叶枯病的为害，同时对水稻基因功能和水稻抗病育种都具有重要的育种价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：如何提供水稻抗白叶枯病相关基因，克服现有水稻抗性资源的不足，以便进一步选育或者培育相关的抗性品种，更好地控制和降低白叶枯病菌对水稻的危害。

基于上述技术问题，本发明提供的技术方案是：提供三种水稻抗白叶枯病基因Xa2、Xa14和Xa45(t)及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

水稻抗白叶枯病基因Xa2，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

水稻抗白叶枯病基因Xa14基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。

水稻抗白叶枯病基因Xa45(t)基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.5所示。