一种提高水稻穗瘟抗性的基因GF14e、蛋白及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于作物遗传技术领域，更具体地，本发明设及一种提高水稻穗攝抗性的 基因 GF14e、蛋白及其应用。
【背景技术】
[0002] 由真菌Magnaporthe grisea巧eberOBarr引起的水稻稻攝病是世界各稻区危害 最严重的水稻病害之一，对全球稻作栽培产生毁灭性的影响。全球每年因稻攝病造成的产 量损失达11~30%，直接经济损失约50亿美元，损失的粮食足W养活6000万人口。在我国， 凡有水稻栽培的地方都有稻攝病发生。南北稻区每年均受到不同程度危害，一般减产10~ 20%，重的达40~50%，局部田块甚至颗粒无收。
[0003] 目前，利用品种的抗性，开展稻攝病抗性育种被认为是最经济、有效和环境友好的 防治途径。近年来，育种学家们利用常规育种技术培育出了许多水稻稻攝病抗病品种。但 是，大部分抗病品种推广应用2~3年后即丧失其稻攝病抗性。如高抗稻攝病品种"窄叶青8 号"推广种植不到Ξ年便丧失抗性，高产抗病优质品种"梗釉89"推广不到四年，其抗病性也 明显下降。由此可见，水稻品种稻攝病抗性周期短是水稻生产中一个普遍而突出的问题，延 长水稻品种稻攝病的持性寿命已成为我国乃至各水稻生产国水稻改良中需要优先解决的 问题。
[0004] 稻攝病在水稻生长各个时期都可能发生，尤W叶攝和穗攝最为常见。与叶攝相比 而言，穗攝的危害更大，最严重的时候能导致颗粒无收。尽管已有的研究表明，水稻叶攝抗 性和穗攝抗性有共通性，但是叶攝抗性和穗攝抗性也有不相同的地方。我们前期在用31个 近等基因系检测其叶攝和穗攝抗性时发现，有一些基因系有叶攝抗性但没有穗攝抗性，反 之亦然。此外，我们在用基因忍片技术挖掘水稻叶攝和穗攝响应的基因时发现，至少有40% 的基因在叶攝和穗攝接种后的表达模式是不同的。
[0005] 综合W上的研究表明，水稻叶攝抗性和穗攝抗性在某种程度上是不同的。因此，为 了解决水稻抗病性周期短的问题，解决水稻的穗攝抗性也显得尤其重要。然而目前已知的 研究基本上都是针对水稻叶攝抗性的，而对穗攝抗性的研究则非常少。目前，为了提高水稻 的稻攝病抗性，对于水稻穗攝抗性的研究刻不容缓。
【发明内容】
[0006] 基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种提高水稻穗攝抗性的 基因 GF14e、蛋白及其应用。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采取了如下具体的技术方案：
[000引一种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]本发明还提供了一种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] 在其中一些实施例中，所述蛋白由如SEQ ID No:l所示的核巧酸序列编码。
[0011] 本发明还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 应用。
[0012] 14-3-3基因家族是一类非常重要的防卫基因，在植物的抗病中发挥了重要作用。 在水稻中，14-3-3基因家族共包括8个成员，即GF14a-h。已有的研究表明，GF14e在水稻叶攝 抗性中发挥负向的调控作用。用RNAi技术沉默GF14e的表达会导致水稻叶片的稻攝病抗性 增加。然而，本发明的发明人在用基因忍片技术挖掘水稻叶攝和穗攝响应的基因时发现， GF14e在叶攝和穗攝接种后的响应是不同的。叶攝接种后，GF14e的表达水平下调，运与之前 的研究结果是一致的，但在穗攝接种后，GF14e的表达水平却是上调的，运表明其在叶攝和 穗攝抗性中可能发挥相反的作用。因此，GF14e有可能在穗攝抗性中发挥正向的调控作用。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0014] 1.本发明首次证明了水稻基因 GF14e是水稻穗攝抗性的功能基因，该基因的克隆 和生物学功能验证对于水稻稻攝病抗性的分子机制研究有重要的参考意义；
[0015] 2.本发明提供了利用Camv35S启动子过表达GF14e基因的水稻转化过表达载体。该 载体转化水稻后能大幅提高GF14e的表达量，伴随着表达量的提高，转化植株的稻攝病穗攝 抗性明显增强，并且转基因植株在生长状态及农艺性状上没有明显的改变。因此，本发明通 过Camv35S启动子过表达GF14e的技术可W应用于水稻的基因遗传工程育种，并能够应用于 生产实践中，改良水稻的稻攝病抗性，从而保障目前水稻病害频发的气候条件下的水稻生 产安全。
【附图说明】
[0016] 图1为实施例1中所使用的过表达载体P册SN的载体图谱；
[0017] 图2为实施例2的转基因植株中GF14e表达水平检测图；
[0018] 图3为实施例3中过表达GF14e对水稻植株的穗攝抗性的影响，其中**表示与对照 相比存在极显著差异。
【具体实施方式】
[0019] W下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。下列实施例中未 注明具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0020] 实施例1提高水稻穗攝抗性的基因及过表达载体的构建
[0021] (1)、取水稻稻攝病高抗品种Ξ黄占2号（SHZ-2)的幼苗叶片部位，用Tr i Zo 1 Reagent(Invitrogen公司，其货号为：15596026)提取叶片总RNA，采用甲醒变性凝胶电泳和 紫外分光光度计检测总RNA的纯度及量；
[0022] (2)、取化g的总RNA做起始逆转录反应，所采用的逆转录酶为PrimeScript(TAKARA 公司），逆转录反应的步骤参考该逆转录酶的使用说明。W逆转录产物为模板，采用引物:F， ACGCGTCGACATATCTGGCCCAAGAGCAGTA(SEQ ID No：3)；R,GGAATTCAGGCTCACAACTGACATACCG (SEQ ID No:4)，进行PCR扩增，PCR所用的聚合酶为KOD FX(Toyok)公司）。反应体系为50uL， 按照KOD FX的说明书配制PCR反应体系。反应条件为:94°C5min; 94°C30sec，57°C30sec，68 °C80sec，35个循环;68°C10minDPCR扩增获得约1268bp的片段；
[0023] (3)、采用PCR产物直接纯化的方法回收该片段后，用Sail和EcoRI对片段和PHQSN 载体(其载体图如图1所示，本领域技术人员可W参考文献:拟南芥AtNHX5基