一種提高水稻穗瘟抗性的基因GF14e、蛋白及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于作物遺傳技術領域，更具體地，本發明設及一種提高水稻穗攝抗性的 基因 GF14e、蛋白及其應用。
【背景技術】
[0002] 由真菌Magnaporthe grisea巧eberOBarr引起的水稻稻攝病是世界各稻區危害 最嚴重的水稻病害之一，對全球稻作栽培產生毀滅性的影響。全球每年因稻攝病造成的產 量損失達11~30%，直接經濟損失約50億美元，損失的糧食足W養活6000萬人口。在我國， 凡有水稻栽培的地方都有稻攝病發生。南北稻區每年均受到不同程度危害，一般減產10~ 20%，重的達40~50%，局部田塊甚至顆粒無收。
[0003] 目前，利用品種的抗性，開展稻攝病抗性育種被認為是最經濟、有效和環境友好的 防治途徑。近年來，育種學家們利用常規育種技術培育出了許多水稻稻攝病抗病品種。但 是，大部分抗病品種推廣應用2~3年后即喪失其稻攝病抗性。如高抗稻攝病品種"窄葉青8 號"推廣種植不到Ξ年便喪失抗性，高產抗病優質品種"梗釉89"推廣不到四年，其抗病性也 明顯下降。由此可見，水稻品種稻攝病抗性周期短是水稻生產中一個普遍而突出的問題，延 長水稻品種稻攝病的持性壽命已成為我國乃至各水稻生產國水稻改良中需要優先解決的 問題。
[0004] 稻攝病在水稻生長各個時期都可能發生，尤W葉攝和穗攝最為常見。與葉攝相比 而言，穗攝的危害更大，最嚴重的時候能導致顆粒無收。盡管已有的研究表明，水稻葉攝抗 性和穗攝抗性有共通性，但是葉攝抗性和穗攝抗性也有不相同的地方。我們前期在用31個 近等基因系檢測其葉攝和穗攝抗性時發現，有一些基因系有葉攝抗性但沒有穗攝抗性，反 之亦然。此外，我們在用基因忍片技術挖掘水稻葉攝和穗攝響應的基因時發現，至少有40% 的基因在葉攝和穗攝接種后的表達模式是不同的。
[0005] 綜合W上的研究表明，水稻葉攝抗性和穗攝抗性在某種程度上是不同的。因此，為 了解決水稻抗病性周期短的問題，解決水稻的穗攝抗性也顯得尤其重要。然而目前已知的 研究基本上都是針對水稻葉攝抗性的，而對穗攝抗性的研究則非常少。目前，為了提高水稻 的稻攝病抗性，對于水稻穗攝抗性的研究刻不容緩。
【發明內容】
[0006] 基于此，為了克服上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種提高水稻穗攝抗性的 基因 GF14e、蛋白及其應用。
[0007] 為了實現上述發明目的，本發明采取了如下具體的技術方案：
[000引一種提高水稻穗攝抗性的基因 GF14e，所述基因具有如SEQ ID No: 1所示的核巧酸 序列。
[0009]本發明還提供了一種提高水稻穗攝抗性的蛋白，所述蛋白具有如SEQ ID No:2所 示的氨基酸序列。
[0010] 在其中一些實施例中，所述蛋白由如SEQ ID No:l所示的核巧酸序列編碼。
[0011] 本發明還提供了所述提高水稻穗攝抗性的基因 GF14e在提高水稻穗攝抗性方面的 應用。
[0012] 14-3-3基因家族是一類非常重要的防衛基因，在植物的抗病中發揮了重要作用。 在水稻中，14-3-3基因家族共包括8個成員，即GF14a-h。已有的研究表明，GF14e在水稻葉攝 抗性中發揮負向的調控作用。用RNAi技術沉默GF14e的表達會導致水稻葉片的稻攝病抗性 增加。然而，本發明的發明人在用基因忍片技術挖掘水稻葉攝和穗攝響應的基因時發現， GF14e在葉攝和穗攝接種后的響應是不同的。葉攝接種后，GF14e的表達水平下調，運與之前 的研究結果是一致的，但在穗攝接種后，GF14e的表達水平卻是上調的，運表明其在葉攝和 穗攝抗性中可能發揮相反的作用。因此，GF14e有可能在穗攝抗性中發揮正向的調控作用。
[0013] 與現有技術相比，本發明具有W下有益效果：
[0014] 1.本發明首次證明了水稻基因 GF14e是水稻穗攝抗性的功能基因，該基因的克隆 和生物學功能驗證對于水稻稻攝病抗性的分子機制研究有重要的參考意義；
[0015] 2.本發明提供了利用Camv35S啟動子過表達GF14e基因的水稻轉化過表達載體。該 載體轉化水稻后能大幅提高GF14e的表達量，伴隨著表達量的提高，轉化植株的稻攝病穗攝 抗性明顯增強，并且轉基因植株在生長狀態及農藝性狀上沒有明顯的改變。因此，本發明通 過Camv35S啟動子過表達GF14e的技術可W應用于水稻的基因遺傳工程育種，并能夠應用于 生產實踐中，改良水稻的稻攝病抗性，從而保障目前水稻病害頻發的氣候條件下的水稻生 產安全。
【附圖說明】
[0016] 圖1為實施例1中所使用的過表達載體P冊SN的載體圖譜；
[0017] 圖2為實施例2的轉基因植株中GF14e表達水平檢測圖；
[0018] 圖3為實施例3中過表達GF14e對水稻植株的穗攝抗性的影響，其中**表示與對照 相比存在極顯著差異。
【具體實施方式】
[0019] W下實施例是對本發明的進一步說明，而不是對本發明的限制。下列實施例中未 注明具體實驗條件和方法，所采用的技術手段通常為本領域技術人員所熟知的常規手段。
[0020] 實施例1提高水稻穗攝抗性的基因及過表達載體的構建
[0021] (1)、取水稻稻攝病高抗品種Ξ黃占2號（SHZ-2)的幼苗葉片部位，用Tr i Zo 1 Reagent(Invitrogen公司，其貨號為：15596026)提取葉片總RNA，采用甲醒變性凝膠電泳和 紫外分光光度計檢測總RNA的純度及量；
[0022] (2)、取化g的總RNA做起始逆轉錄反應，所采用的逆轉錄酶為PrimeScript(TAKARA 公司），逆轉錄反應的步驟參考該逆轉錄酶的使用說明。W逆轉錄產物為模板，采用引物:F， ACGCGTCGACATATCTGGCCCAAGAGCAGTA(SEQ ID No：3)；R,GGAATTCAGGCTCACAACTGACATACCG (SEQ ID No:4)，進行PCR擴增，PCR所用的聚合酶為KOD FX(Toyok)公司）。反應體系為50uL， 按照KOD FX的說明書配制PCR反應體系。反應條件為:94°C5min; 94°C30sec，57°C30sec，68 °C80sec，35個循環;68°C10minDPCR擴增獲得約1268bp的片段；
[0023] (3)、采用PCR產物直接純化的方法回收該片段后，用Sail和EcoRI對片段和PHQSN 載體(其載體圖如圖1所示，本領域技術人員可W參考文獻:擬南芥AtNHX5基