[发明专利]基因LOC_Os06g02960在提高水稻细菌性条斑病抗性中的应用

说明书

本发明公开了基因LOC_Os06g02960在提高水稻细菌性条斑病抗性中的应用，属于植物基因工程技术领域。该基因在感病单倍型材料中受水稻细菌性条斑病病原菌诱导后表达量降低。在敲除该基因后能提高水稻细菌性条斑病抗性。将LOC_Os06g02960编辑位点序列连接到基因编辑载体pRGEB32S上转化水稻，结果表明该基因可以负调控水稻细菌性条斑病抗性。可利用本发明构建的基因编辑载体，应用于水稻抗细菌性条斑病育种中。本发明有助于更好地了解LOC_Os06g02960的作用机制，LOC_Os06g02960的克隆为进一步了解水稻‑细菌性条斑病病菌互作，抗病信号传导通路奠定基础，在育种中有较大的应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及基因LOC_Os06g02960在提高水稻细菌性条斑病抗性中的应用。

背景技术

水稻细菌性条斑病(BLS)是由Xanthomonasoryzaepv.Oryzicola(Xoc)引起的一种细菌性病害。该病害导致水稻产量损失8％–32％。预防BLS最简单的方法是使用化学农药，但是大量使用化学农药不仅污染环境而且存在食品安全问题。此外，Xoc主要通过气孔或伤口侵染水稻叶片，一旦遭遇台风等恶劣的气候条件，形成大规模的侵染时，难以依靠农药进行有效控制。随着气候的持续变化，Xoc的危害程度也在逐年增加。因此，培育和改良抗病水稻品种是防治该病害、保障粮食安全的最有效途径。

目前，大多数关于BLS抗性的研究都集中在双亲遗传作图种群上，通过经典QTL作图方法至少鉴定到13个BLS抗性QTL，但其中仅qBlsr5a和bls1中的关键基因xa5和OsMAPK6被成功克隆；通过全基因组关联分析(GWAS)鉴定到至少22个BLS抗性QTL，但是对其中功能基因了解不足。在玉米中分离了一个非寄主R基因——Rxo1，它对测试的所有非洲菌株具有抗性，但是对许多的亚洲菌株无效。此外，在水稻中还有22个基因被报道与BLS抗性相关。为了应对不断加剧的BLS，鉴定新的抗病基因/QTL显得尤为重要。

大规模的种质资源抗性鉴定有助于鉴定到更多抗性基因/QTL，通过标记辅助选择聚合多个抗性基因/QTL，对提高水稻的广谱和持久抗性非常重要。随着测序成本的降低，基于全基因组重测序GWAS在植物抗病研究领域已被广泛使用。由于标记密度和连锁不平衡(LD)的影响，GWAS无法在给定的基因座处提供准确的靶基因，转录组分析可以通过检测和区分不同基因型的候选基因的表达来克服这一限制。

鉴定抗病相关基因有助于深入揭示水稻的抗病机理及水稻与病原菌的具体互作机制，进一步的选育相关的抗病品种，可以更好的更好地控制和降低水稻细菌性条斑病对水稻的危害，增强植物的抗病性。这些研究对水稻基因功能研究及抗病水稻育种都具有重要的应用价值。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供基因LOC_Os06g02960在提高水稻细菌性条斑病抗性中的应用。

本发明涉及植物抗性基因的鉴定及克隆，发现了一个负向调节水稻细菌性条斑病抗性的新基因LOC_Os06g02960，该基因位于6号染色体上，基因座位号为LOC_Os06g02960(MSU登录号)，其全长基因组序列为2568bp(SEQ ID NO:1)，包括5′非翻译区(5′UTR)、1个外显子(SEQ ID NO：2)和3′非翻译区(3′UTR)。其cDNA全长2301bp(SEQ ID NO：3)，编码767个氨基酸。LOC_Os06g02960编码的蛋白质序列如SEQ ID NO：4所示。

该基因在本研究的自然群体中分为两种不同的单倍型，该基因缺失会提高水稻细菌性条斑病抗性，Xoc的侵染使该基因在感病种质中的表达量降低。可以利用水稻种质中LOC_Os06g02960的不同单倍型或结合CRISPR/Cas9基因编辑技术对该基因进行定点编辑以提高水稻的细菌性条斑病抗性。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：