蛋白質OsOSM1在調控植物抗病性中的應用
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及生物技術領域，具體涉及蛋白質OsOSMI在調控植物抗病性中的應用。
【背景技術】
[0002] 紋枯病是世界性的水稻最重要的病害之一，隨著矮化育種及高肥、密植栽培技術 的采用，紋枯病危害逐漸加重，在我國南方稻區的許多地方，紋枯病已成為水稻的第一大病 害。水稻紋枯病致病菌為立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)，屬于寬寄主范圍、強腐生性真 菌，其主要危害水稻葉鞘，葉片也可罹病，導致葉片失水死亡，最終造成大幅度減產和品質 降低。
[0003] 水稻對紋枯病的抗性為典型數量性狀，易受環境影響，抗病育種中只能利用數量 抗性基因，致使水稻抗紋枯病育種一直進展較慢。迄今已經有超過50個抗紋枯病QTLs (quantitative trait loci)被初步定位，但是各QTL的抗性效應均較小，至今未見克隆的 報道，影響通過標記輔助選擇技術培育抗紋枯病育種新材料的進程。因此，迫切需要采用分 子育種手段，通過外源基因的引入或對內在基因的遺傳操作，定向調節植物對紋枯病的抗 性，加快抗紋枯病新材料的選育進程。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是如何提高植物的抗病性。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明首先提供了蛋白質OsOSMI在調控植物抗病性中的應 用;所述蛋白質OsOSMI為al)或a2)或a3):
[0006] al)氣基酸序列是序列表中序列2所不的蛋白質；
[0007] a2)在序列表中序列2所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質；
[0008] a3)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或 缺失和/或添加得到的與抗病性相關的蛋白質。
[0009] 其中，序列表中序列2可由233個氨基酸殘基組成。
[0010] 為了使al)中的蛋白質便于純化，可在序列表中序列2所不的蛋白質的氣基末端或 羧基末端連接上如表1所示的標簽。
[0011] 表1、標簽的序列
[0012]
[0013]
[0014] 上述a3)中的蛋白質OsOSMl，所述一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或 添加為不超過10個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。
[0015] 上述a3)中的蛋白質OsOSMl可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達 得到。
[0016] 上述a3)中的蛋白質OsOSMl的編碼基因可通過將序列表中序列1所示的DNA序列中 缺失一個或幾個氨基酸殘基的密碼子，和/或進行一個或幾個堿基對的錯義突變，和/或在 其5'端和/或3'端連上表1所示的標簽的編碼序列得到。
[0017] 編碼所述蛋白質OsOSMl的核酸分子在調控植物抗病性中的應用也屬于本發明的 保護范圍。
[0018] 所述編碼所述蛋白質OsOSMl的核酸分子可為如下bl)或b2)或b3)所示的DNA分子： [0019] bl)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；
[0020] b2)與bl)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且編碼所述蛋白質 OsOSMl 的 DNA 分子；
[0021] b3)在嚴格條件下與（bl)或（b2)限定的核苷酸序列雜交，且編碼所述蛋白質 OsOSMl 的 DNA 分子。
[0022] 其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因組DNA或重組DNA;所述核酸分子也可 以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0023]其中，序列表中序列1由702個核苷酸組成，編碼序列表中序列2所示的氨基酸序 列。
[0024] 本領域普通技術人員可以很容易地采用已知的方法，例如定向進化和點突變的方 法，對本發明的蛋白質OsOSMl的核苷酸序列進行突變。那些經過人工修飾的，具有與本發明 分離得到的蛋白質OsOSMl的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸，只要編碼蛋白質 0s0SM1且具有蛋白質0s0SM1功能，均是衍生于本發明的核苷酸序列并且等同于本發明的序 列。
[0025] 這里使用的術語"同一性"指與天然核酸序列的序列相似性。"同一性"包括與本發 明的編碼序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質的核苷酸序列具有75%或更高， 或85%或更高，或90%或更高，或95%或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或計 算機軟件進行評價。使用計算機軟件，兩個或多個序列之間的同一性可以用百分比（％)表 示，其可以用來評價相關序列之間的同一性。
[0026] 上述應用中，所述植物可為如下cl)至c5)中的任一種：
[0027] cl)雙子葉植物；
[0028] c2)單子葉植物；
[0029] c3)禾本科植物；
[0030] c4)水稻；
[0031] c5)水稻品種徐稻3號。
[0032]上述應用中，所述抗病性可為抗立枯絲核菌引起的病害。所述立枯絲核菌具體可 為水稻紋枯病菌株YN-7。
[0033] 上述應用中，所述抗病性可為抗紋枯病。所述紋枯病可為立枯絲核菌引起的病害。 所述立枯絲核菌具體可為水稻紋枯病菌株YN-7。
[0034] 為解決上述問題，本發明還提供了一種培育抗病性轉基因植物的方法。
[0035] 本發明所提供的培育抗病性轉基因植物的方法，包括如下步驟：向受體植物中導 入所述蛋白質OsOSMl的編碼基因，得到抗病性強于所述受體植物的轉基因植物。
[0036] 上述方法中，所述蛋白質OsOSMl的編碼基因可為如下bl)或b2)或b3)所示的DNA分 子：
[0037] bl)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；
[0038] b2)與bl)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且編碼所述蛋白質 OsOSMl 的 DNA 分子；
[0039] b3)在嚴格條件下與（bl)或（b2)限定的核苷酸序列雜交，且編碼所述蛋白質 OsOSMl 的 DNA 分子。
[0040] 上述方法中，所述受體植物可為如下cl)至c5)中的任一種：
[0041 ] cl)雙子葉植物；
[0042] c2)單子葉植物；
[0043] c3)禾本科植物；
[0044] C4)水稻；
[0045] c5)水稻品種徐稻3號。
[0046] 上述方法中，所述"向受體植物中導入所述蛋白質OsOSMl的編碼基因"可通過向受 體植物中導入重組載體實現;所述重組載體可為將所述蛋白質OsOSMl的編碼基因插入出發 質粒得到的重組質粒。
[0047] 所述重組載體具體可為重組質粒pCAMBIA1301/Ubi-0s0SMl。所述重組質粒 pCAMBIA1301/Ubi-0s0SMl 具體可為將植物表達載體 pCAMBIA1301/Ubi 的 BamHI 和 ΚρηΙ 識別 序列間的片段(植物表達載體pCAMBIA1301/Ubi被限制性核酸內切酶BamHI和ΚρηΙ切成一個 大片段和一個小片段，該DNA為該小片段)替換為序列表中序列1所示的DNA分子。
[0048] 上述方法中，所述抗病性可為抗立枯絲核菌引起的病害。所述立枯絲核菌具體可 為水稻紋枯病菌株ΥΝ-7。
[0049] 上述方法中，所述抗病性可為抗紋枯病。所述紋枯病可為立枯絲核菌引起的病害。 所述立枯絲核菌具體可為水稻紋枯病菌株ΥΝ-7。
[0050] 實驗證明，本發明所提供的蛋白質OsOSMl能提高植物的抗病性:Τ2代轉基因水稻 株系L1、株系L2、株系L3、株系L4、株系L5、株系L6、株系L7、株系L8、株系L9和野生型水稻為 實驗材料，在水稻分蘗末期至拔節初期采用嵌入接種法接種菌株ΥΝ-7，在實驗材料抽穗后 35天記錄實驗材料田間紋枯病發病情況，結果表明，株系L1、株系L2、株系L3、株系L4、株系 L5、株系L6、株系L7、株系L8和株系L9的紋枯病病級均低于野生型水稻的紋枯病病級。表明， 可以利用蛋白質OsOSMl提高水稻對紋枯病的抗性，對抗紋枯病新材料的選育具有重要作 用。
【附圖說明】
[0051 ]圖1為OsOSMl基因的表達模式分析。
[0052]圖2為1~2代轉基因水稻株系中OsOSMl基因的表達分析及紋枯病病級。
[0053]圖3為接