水稻基因OsBi1及其应用

本发明涉及基因工程，具体地说，涉及水稻基因osbi1及其应用。

背景技术：

1、水稻(oryza sativa)是我国和亚洲国家最重要的粮食作物之一。褐飞虱(bph；nilaparvata lugens stal.)，属半翅目飞虱科(homoptera；delphacidae)，是水稻单食性害虫，它常常群集于稻丛基部，刺吸水稻韧皮部汁液消耗植株养分，还可以传播水稻草状丛矮病和齿叶矮缩病。当褐飞虱大量爆发，会造成水稻植株的枯萎死亡，在农业生产上俗称“虱烧”现象，造成水稻减产甚至绝收。褐飞虱还是一种迁飞性的害虫，每年3-5月份从中南半岛迁入我国，由于迁入虫源的生物型和数量很难控制，因此褐飞虱又具有隐蔽性、暴发性和毁灭性等特点。目前，褐飞虱已经成为水稻生产中发生面积最大、造成危害最严重的害虫。因此，遏制褐飞虱的发展和危害是保障我国及亚洲水稻生产安全的重大需求。长期以来，化学防治是控制褐飞虱的常见策略。但是化学农药的长期使用，不仅费时费力，污染环境，诱发褐飞虱产生抗药性。同时，化学农药会杀死褐飞虱天敌，使得化学农药的防治效果有限。因此，发掘水稻内源的抗褐飞虱基因、进行育种实践，是防止褐飞虱危害更为经济有效的方法，对保证粮食安全和环境安全具有重要意义。

2、植物在生长发育的各个阶段，还会受到各种外界环境因素的胁迫，其中，干旱已成为全球范围内对农业负面影响最大的非生物胁迫(turral et al.,2011)。水稻作为一种高耗水农作物，缺水是限制水稻等大田作物产量最严重的因素之一(hu and xiong,2014)。挖掘抗旱基因，提高作物的抗旱性，培育作物抗旱新品种对保障水稻高产稳产和粮食安全生产具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供水稻基因osbi1及其应用。

2、为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供水稻osbi1基因，其为编码如下蛋白质(a)或(b)的基因：

3、(a)由seq id no:2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或

4、(b)seq id no:2所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质。

5、水稻osbi1基因为：

6、i)seq id no:1所示的核苷酸序列；

7、ii)seq id no:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；

8、iii)在严格条件下与seq id no:1所示序列杂交且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％ sds的0.1×sspe或含0.1％ sds的0.1×ssc溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或

9、iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。

10、第二方面，本发明提供含有水稻osbi1基因的生物材料，所述生物材料包括但不限于重组dna、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体、工程菌或转基因细胞系。

11、第三方面，本发明提供水稻osbi1基因在提高植物对褐飞虱抗性及抗旱性中的应用。

12、进一步地，所述应用包括：在植物中过表达水稻osbi1基因，获得抗褐飞虱及抗旱的转基因植株。

13、第四方面，本发明提供一种提高水稻对褐飞虱抗性及抗旱性的方法，所述方法包括：在水稻中过表达osbi1基因。

14、进一步地，所述过表达的方式可选自以下1)～5)，或任选的组合：

15、1)通过导入具有所述基因的质粒；

16、2)通过增加植物染色体上所述基因的拷贝数；

17、3)通过改变植物染色体上所述基因的启动子序列；

18、4)通过将强启动子与所述基因可操作地连接；

19、5)通过导入增强子。

20、进一步地，所述方法包括：将含有所述基因的表达载体转化入农杆菌中，通过农杆菌介导的转化方法将所述基因转入水稻，使所述基因在水稻植株中过表达。

21、第五方面，本发明提供按照上述方法获得的转基因水稻在植物育种中的应用。

22、进一步地，育种方法包括但不限于转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。

23、第六方面，本发明提供osbi1基因在植物种质资源改良中的应用。

24、进一步地，改良目的为提高植物对褐飞虱抗性及抗旱性。

25、借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

26、本发明提供水稻osbi1基因在提高水稻对褐飞虱抗性及抗旱性中的应用，高表达水平的osbi1基因可以同时显著提高水稻对褐飞虱的抗性及抗旱性。osbi1基因为改良水稻的抗虫性及抗旱性提供了新的途径，对培育抗褐飞虱和抗旱的水稻新品种材料具有重要的理论和实践意义。

技术特征：

1.水稻osbi1基因，其特征在于，其为编码如下蛋白质(a)或(b)的基因：

2.根据权利要求1所述的基因，其特征在于，其为：

3.含有权利要求1或2所述基因的生物材料，其特征在于，所述生物材料为重组dna、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体或工程菌。

4.权利要求1或2所述基因在提高植物对褐飞虱抗性及抗旱性中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：在植物中过表达所述基因，获得抗褐飞虱及抗旱的转基因植株。

6.一种提高水稻对褐飞虱抗性及抗旱性的方法，其特征在于，所述方法包括：在水稻中过表达权利要求1或2所述基因。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述过表达的方式选自以下1)～5)，或任选的组合：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将含有所述基因的表达载体转化入农杆菌中，通过农杆菌介导的转化方法将所述基因转入水稻，使所述基因在水稻植株中过表达。

9.根据权利要求6-8任一项所述方法获得的转基因水稻在植物育种中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，育种方法包括转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。

技术总结
本发明公开了水稻基因OsBi1及其应用。本发明提供水稻OsBi1基因在提高水稻对褐飞虱抗性及抗旱性中的应用，高表达水平的OsBi1基因可以同时显著提高水稻对褐飞虱的抗性及抗旱性。OsBi1基因为改良水稻的抗虫性及抗旱性提供了新的途径，对培育抗褐飞虱和抗旱的水稻新品种材料具有重要的理论和实践意义。

技术研发人员：何光存,陈荣智,杨远柱,秦鹏,王凯,邓钊,杨珂,安昕,杜波,祝莉莉
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17