OsAGO18基因在提高水稻对水稻条纹叶枯病抗性中的应用_2

文档序号:8246908阅读:来源:国知局
水稻条纹叶枯病抗性增强的转基因植物的方法,具体可包 括如下步骤:
[0024] a)向目的植物中导入由序列表中序列2或序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质 的编码基因,得到表达所述编码基因的转基因植物;
[0025] b)从步骤a)所得转基因植物中得到与所述目的植物相比,对水稻条纹叶枯病抗性 增强的转基因植物。
[0026] 在上述的应用或方法中,所述蛋白质的编码基因,是如下1)至4)中任一所述的 DNA分子:
[0027] 1)序列表中序列1所示的DNA分子;
[0028] 2)序列表中序列3所示的DNA分子;
[0029] 3)在严格条件下与1)或2)所限定的DNA分子杂交且编码所述蛋白质的DNA分 子;
[0030] 4)与1) -3)任一限定DNA分子具有90%以上同源性且编码所述蛋白质的DNA分 子。
[0031] 上述严格条件可为用6XSSC,0. 5%SDS的溶液,在65°C下杂交,然后用2XSSC, 0· 1%SDS 和 I X SSC,(λ 1%SDS 各洗膜一次。
[0032] 其中,序列1由3267个核苷酸组成,其中第1-3267位为所述0sAG018基因的编码 序列(0RF),编码序列表中序列2所示的蛋白质,序列2由1088个氨基酸残基组成。序列3 由3300个核苷酸组成,其中第1-3300位为编码序列(0RF),编码序列表中序列4所示的融 合蛋白,序列4由1099个氨基酸残基组成。
[0033] 本领域的技术人员懂得,可以通过点突变、添加或缺失基因序列中的一个或多个 碱基,影响该基因编码的蛋白功能。因此,本发明应该被理解为包括了对OsAGOIS基因进行 的上述变异。OsAGOIS基因的序列不局限于序列表中序列1所示,还包括将其编码蛋白功能 区中某氨基酸残基对应的任一密码子进行突变的DNA序列。主要是将有功能的氨基酸残基 突变成一般被认为无特殊功能的丙氨酸。
[0034] 在所述方法中,所述蛋白质的编码基因是通过含有所述蛋白质的编码基因的重组 表达载体导入所述目的植物中的。
[0035] 所述重组表达载体可用现有的植物表达载体构建。所述植物表达载体包括双元农 杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等,如PCAMBIA3301、pCAMBIA2300、pCAMBIA2301、 pCAMBIA1300、pCAMBIA1301、pWM101、pGreen0029、pBI121、pBinl9、pCAMBIA1301-UbiN 等或 其它衍生植物表达载体。所述植物表达载体还可包含外源基因的3'端非翻译区域,即包含 聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引 导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3'端。使用所述基因构建重组表达载体时,在其转录起始 核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子,例如花椰菜花叶病 毒(CAMV) 35S启动子、泛素基因 Ubiquitin启动子(pUbi)、胁迫诱导型启动子Rd29A等,它 们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用;此外,使用本发明的基因构建重组表达载 体时,还可使用增强子,包括翻译增强子或转录增强子,这些增强子区域可以是ATG起始密 码子或邻接区域起始密码子等,但必需与编码序列的阅读框相同,以保证整个序列的正确 翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的,可以是天然的,也可以是合成的。 翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行 鉴定及筛选,可对所用重组表达载体进行加工,如加入可在植物中表达的编码可产生颜色 变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。也 可不加任何选择性标记基因,直接以逆境筛选转化植株。
[0036] 在本发明中,所述重组表达载体中启动所述编码基因转录的启动子具体为Actin 启动子。
[0037] 更为具体的,所述重组表达载体为将所述编码基因替换pCam23ACT:0CS载体的酶 切位点Sma I和Sal I之间的小片段后得到的重组质粒。在该重组表达载体中,启动所述 编码基因转录的启动子为所述Actin启动子。
[0038] 在上述方法中,将携带有所述编码基因的所述重组表达载体导入所述目的植物, 具体可为:通过农杆菌介导法、基因枪法、电击法、花粉管导入法、脂质体融合法以及其他任 意可将质粒导入的方法转化植物细胞或组织,并将转化的植物组织培育成植株。
[0039] 在上述应用或方法中,所述植物可为单子叶植物或双子叶植物。
[0040] 所述单子叶植物为禾本科植物。
[0041] 在本发明中,所述植物为水稻。进一步,水稻品种最好为对RSV敏感的品种,如中 花11、秀水11、日本晴、武育梗3号等。
[0042] 更加具体的,在本发明的一个实施例中,所述植物为水稻品种日本晴。
[0043] 在上述应用或方法中,所述水稻条纹叶枯病的病原菌具体为水稻条纹病毒(Rice Stripe Virus)。
[0044] 实验证明,本发明发现OsAGOIS是一个能够被病毒特异性诱导的抗病基因,在水 稻条纹病毒(RSV)侵染水稻ag 〇18突变体后,病毒粒子积累量较水稻野生型明显增加,病症 也更加严重,基本无产量;相反,RSV侵染过表达0sAG018转基因水稻后,病毒粒子积累量明 显低于野生型水稻,病症也较轻,发病率下降,表明OsAGOIS基因具有提高水稻抗病毒的能 力。
【附图说明】
[0045] 图1为0sAG018mRNA在水稻条纹病毒侵染后积累的实验结果。Realtime PCR分析 0sAG018mRNA在RSV侵染后被诱导。其中,WT表示未被RSV侵染的野生型水稻品种日本晴; WT-RSV表示被RSV侵染发病的野生型水稻品种日本晴。以内参基因水稻EF的表达量为1。
[0046] 图2为0sAG018蛋白在水稻条纹病毒侵染后积累的实验结果。RSV侵染水稻后 0sAG018蛋白被显著诱导。其中,WT-Mock表示未被RSV侵染的野生型水稻品种日本晴; WT-RSV表示被RSV侵染发病的野生型水稻品种日本晴。
[0047] 图3为ag〇18突变体T-DNA插入位置信息与鉴定结果。其中,A为RT-PCR方法 鉴定agol8突变体(NF6013),LP+RP表示使用引物对6013_LP/6013_RP进行扩增的结果, LB+RP表示使用引物对tos 17_tai 16 (LB) /6013_RP进行扩增的结果,AG018表示使用引物对 0sAG018-F/0sAG018-R 进行扩增的结果,Actin 表示使用引物对 Actin-RT-F/Actin-RT-R 进 行扩增的结果;B为Tosl7插入位点示意图。
[0048] 图4为实施例2中各水稻品系接种RSV病毒后的病症图。其中,WT-mock表示未 被RSV侵染的野生型水稻品种日本晴;WT-RSV表示被RSV侵染发病的野生型水稻品种日本 晴;agol8-mock表示未被RSV侵染的agol8突变体纯合子;agol8-RSV表示被RSV侵染的 ago 18突变体纯合子。
[0049] 图5为感病agol8突变体水稻中RSV CP mRNA与基因组RNA积累的结果。其中, A为realtime PCR检测RSV外壳蛋白CP mRNA的积累情况;B为mRNA Northern blot检测 RSV基因组4条RNA链的积累情况。其中,wt-mock表示未被RSV侵染的野生型水稻品种日 本晴;wt-RSV表示被RSV侵染发病的野生型水稻品种日本晴;agol8-mock表示未被RSV侵 染的agol8突变体纯合子;agol8-RSV表示被RSV侵染的agol8突变体纯合子。A中,以内 参基因水稻EF的表达量为1,#表示与wt-RSV相比差异极显著(P〈0. 01 )。
[0050] 图6为0sAG018过表达转基因水稻的鉴定结果。其中,A为RT-PCR鉴定结果;B为 Western blot鉴定结果。
[0051] 图7为实施例3中各水稻品系接种RSV病毒后的病症图。其中,Mock表示未被 RSV侵染的野生型水稻品种日本晴;WT-RSV表示被RSV侵染发病的野生型水稻品种日本晴; Vector-RSV表示被RSV侵染的转空载体水稻;agol8-RSV示被RSV侵染的agol8突变体纯 合子;AG0180E-5-RSV表示被RSV侵染的转基因水稻株系5# ;AG0180E-2-RSV表示被RSV侵 染的转基因水稻株系2# ;AG0180E-1-RSV表示被RSV侵染的转基因水稻株系1#。
【具体实施方式】
[0052] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0053] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0054] 水稻(Oryza. sativa L.)品种日本晴:即日本晴水稻(Oryza sativa L. jap
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