一种水稻稻瘟病抗性相关基因OsMAPKKK19及其应用

本发明涉及水稻抗病育种领域，具体涉及为一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19及其应用。

背景技术：

1、水稻(oryza sativa)是世界上最主要的粮食作物之一。但是水稻的稳定生产与增产一直受到多种病害的威胁，其中由稻瘟病菌(magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻三大病害之一，全世界稻区都有发生，其不仅对水稻产量造成影响，还会影响稻米品质。实践证明，选育并推广具持久和广谱抗性的水稻新品种是防治稻瘟病最有效的方法之一。

2、长期受病原菌的威胁，植物进化出一套复杂而精细的免疫系统来识别和防御病原菌的侵害，该免疫系统可分为两个层次。受病原菌保守成分pamps(pathogen-associatedmolecμlar patterns)所激发的免疫反应被称为pti(pamp-triggered immunity)，pti是植物先天免疫的第一个层次，具有广谱性和持久性；但是一些病原菌成功侵染宿主后，会向宿主细胞释放效应因子(effector)来抑制pti。面对新一轮的挑战，植物进化出了第二层防御体系，通过细胞内部的抗病蛋白，特异性地识别效应因子，激活下游抗病相关反应，解除效应因子对pti的阻断，从而重新获得抵抗病原菌侵染的能力，是第二层次的免疫反应，也被称为eti(effector triggered immunity)，具有很强的特异性。

3、越来越多的稻瘟病抗性基因被克隆，如nlr蛋白pigm，pi9，pik，pi-zt和pib等，非nlr蛋白如bsr-d1，pid2，ptr等，其中一些已被广泛应用抗病育种中。但是，稻瘟菌变异速度快，有些抗性基因很快就会失去作用，因此需要克隆新的广谱抗性基因以满足稻瘟菌新菌株的出现。

4、在发明人前期实验中发现基因osmapkkk19受稻瘟菌诱导后表达上调，在烟草中过量表达可诱导烟草叶片出现细胞死亡，通过基因工程在水稻中提高其表达水平则可明显增强水稻的稻瘟病抗性，因此，osmapkkk19基因存在提高水稻稻瘟病抗性的基础。

技术实现思路

1、为克隆新的广谱抗性基因以满足稻瘟病新菌株的出现，本发明提供了水稻稻瘟病相关基因osmapkkk19并对该基因进行功能鉴定。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19，所述osmapkkk19基因的cds序列如seq id no.1所示，cds序列全长2073bp。

4、本发明提供一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19编码的蛋白，氨基酸序列如seq id no.2所示，编码690个氨基酸。

5、本发明还提供一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19或一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19编码的蛋白在提高植物抗病性中的应用，相关基因osmapkkk19或相关基因osmapkkk19编码的蛋白在植物中过表达，激活植物免疫反应。

6、本发明还提供一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19或一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19编码的蛋白在提高水稻稻瘟病抗性中的应用，受稻瘟病菌侵染后，相关基因osmapkkk19或相关基因osmapkkk19编码的蛋白表达显著增加。

7、本发明的有益效果在于：

8、(1)本发明通过对水稻和稻瘟病菌互作表达谱进行分析筛选，找到了受稻瘟菌侵染而诱导表达的mapkkk基因osmapkkk19，在受稻瘟菌诱导48h后其表达水平与水处理相比上调了将近5倍，本发明对水稻抗稻瘟病基因osmapkkk19进行功能鉴定，通过punch接菌和稻瘟菌生长检测，证明过量表达osmapkkk19能够增强水稻对稻瘟病的抗性，首次发现并证明osmapkkk19基因在水稻抗稻瘟病反应中的正调控作用，也表明osmapkkk19基因是创建稻瘟病抗性增强的转基因水稻和作物分子设计的优良候选基因，具有重要的理论价值和广阔的应用前景；

9、(2)生产实践中，在水稻品种中花11(zh11)中通过基因工程方法提高本发明克隆的osmapkkk19基因的表达水平可以显著增强水稻对稻瘟病的抵抗能力，并通过田间农艺性状统计，通过对osmapkkk19基因过量表达植株的株高、有效分蘖数、粒长和粒宽等主要农艺性状进行调查，发现osmapkkk19的功能缺失并不影响水稻的生长发育，再次证明本发明提供的水稻抗稻瘟病基因osmapkkk19可应用于提高水稻等相关农业作物抗性的遗传改良。

技术特征：

1.一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19，其特征在于：所述osmapkkk19基因的cds序列如seq id no.1所示，cds序列全长2073bp。

2.根据权利要求1所述的一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19编码的蛋白，其特征在于：osmapkkk19基因编码的蛋白，氨基酸序列如seq id no.2所示，编码690个氨基酸。

3.根据权利要求1所述的一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19或根据权利要求2所述的一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19编码的蛋白在提高植物抗病性中的应用，其特征在于，相关基因osmapkkk19或相关基因osmapkkk19编码的蛋白在植物中过表达，激活植物免疫反应。

4.根据权利要求1所述的一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19或根据权利要求2所述的一种水稻稻瘟病抗性相关基因osmapkkk19编码的蛋白在提高水稻稻瘟病抗性中的应用，其特征在于，受稻瘟病菌侵染后，相关基因osmapkkk19或相关基因osmapkkk19编码的蛋白表达显著增加。

技术总结
本发明涉及植物基因工程技术领域。具体是一个介导水稻稻瘟病抗性相关基因OsMAPKKK19的克隆、功能验证及应用，首次发现并证明OsMAPKKK19基因在水稻抗稻瘟病反应中的正调控作用，通过基因工程方法提高OsMAPKKK19的表达水平则可以显著增强水稻对稻瘟病的抵抗能力，田间农艺性状统计发现过量表达OsMAPKKK19并不影响水稻正常的生长发育，本发明可应用于提高水稻等相关农业作物抗性的遗传改良。

技术研发人员：唐定中,李生平,项信权
受保护的技术使用者：福建农林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19