蛋白质OsOSM1在调控植物抗病性中的应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及生物技术领域，具体涉及蛋白质OsOSMI在调控植物抗病性中的应用。
【背景技术】
[0002] 纹枯病是世界性的水稻最重要的病害之一，随着矮化育种及高肥、密植栽培技术 的采用，纹枯病危害逐渐加重，在我国南方稻区的许多地方，纹枯病已成为水稻的第一大病 害。水稻纹枯病致病菌为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)，属于宽寄主范围、强腐生性真 菌，其主要危害水稻叶鞘，叶片也可罹病，导致叶片失水死亡，最终造成大幅度减产和品质 降低。
[0003] 水稻对纹枯病的抗性为典型数量性状，易受环境影响，抗病育种中只能利用数量 抗性基因，致使水稻抗纹枯病育种一直进展较慢。迄今已经有超过50个抗纹枯病QTLs (quantitative trait loci)被初步定位，但是各QTL的抗性效应均较小，至今未见克隆的 报道，影响通过标记辅助选择技术培育抗纹枯病育种新材料的进程。因此，迫切需要采用分 子育种手段，通过外源基因的引入或对内在基因的遗传操作，定向调节植物对纹枯病的抗 性，加快抗纹枯病新材料的选育进程。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是如何提高植物的抗病性。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明首先提供了蛋白质OsOSMI在调控植物抗病性中的应 用;所述蛋白质OsOSMI为al)或a2)或a3):
[0006] al)氣基酸序列是序列表中序列2所不的蛋白质；
[0007] a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；
[0008] a3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或 缺失和/或添加得到的与抗病性相关的蛋白质。
[0009] 其中，序列表中序列2可由233个氨基酸残基组成。
[0010] 为了使al)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所不的蛋白质的氣基末端或 羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0011] 表1、标签的序列
[0012]
[0013]
[0014] 上述a3)中的蛋白质OsOSMl，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或 添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
[0015] 上述a3)中的蛋白质OsOSMl可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达 得到。
[0016] 上述a3)中的蛋白质OsOSMl的编码基因可通过将序列表中序列1所示的DNA序列中 缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在 其5'端和/或3'端连上表1所示的标签的编码序列得到。
[0017] 编码所述蛋白质OsOSMl的核酸分子在调控植物抗病性中的应用也属于本发明的 保护范围。
[0018] 所述编码所述蛋白质OsOSMl的核酸分子可为如下bl)或b2)或b3)所示的DNA分子： [0019] bl)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；
[0020] b2)与bl)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且编码所述蛋白质 OsOSMl 的 DNA 分子；
[0021] b3)在严格条件下与（bl)或（b2)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述蛋白质 OsOSMl 的 DNA 分子。
[0022] 其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA;所述核酸分子也可 以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0023]其中，序列表中序列1由702个核苷酸组成，编码序列表中序列2所示的氨基酸序 列。
[0024] 本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方 法，对本发明的蛋白质OsOSMl的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明 分离得到的蛋白质OsOSMl的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸，只要编码蛋白质 0s0SM1且具有蛋白质0s0SM1功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序 列。
[0025] 这里使用的术语"同一性"指与天然核酸序列的序列相似性。"同一性"包括与本发 明的编码序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75%或更高， 或85%或更高，或90%或更高，或95%或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计 算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比（％)表 示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
[0026] 上述应用中，所述植物可为如下cl)至c5)中的任一种：
[0027] cl)双子叶植物；
[0028] c2)单子叶植物；
[0029] c3)禾本科植物；
[0030] c4)水稻；
[0031] c5)水稻品种徐稻3号。
[0032]上述应用中，所述抗病性可为抗立枯丝核菌引起的病害。所述立枯丝核菌具体可 为水稻纹枯病菌株YN-7。
[0033] 上述应用中，所述抗病性可为抗纹枯病。所述纹枯病可为立枯丝核菌引起的病害。 所述立枯丝核菌具体可为水稻纹枯病菌株YN-7。
[0034] 为解决上述问题，本发明还提供了一种培育抗病性转基因植物的方法。
[0035] 本发明所提供的培育抗病性转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导 入所述蛋白质OsOSMl的编码基因，得到抗病性强于所述受体植物的转基因植物。
[0036] 上述方法中，所述蛋白质OsOSMl的编码基因可为如下bl)或b2)或b3)所示的DNA分 子：
[0037] bl)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；
[0038] b2)与bl)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且编码所述蛋白质 OsOSMl 的 DNA 分子；
[0039] b3)在严格条件下与（bl)或（b2)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述蛋白质 OsOSMl 的 DNA 分子。
[0040] 上述方法中，所述受体植物可为如下cl)至c5)中的任一种：
[0041 ] cl)双子叶植物；
[0042] c2)单子叶植物；
[0043] c3)禾本科植物；
[0044] C4)水稻；
[0045] c5)水稻品种徐稻3号。
[0046] 上述方法中，所述"向受体植物中导入所述蛋白质OsOSMl的编码基因"可通过向受 体植物中导入重组载体实现;所述重组载体可为将所述蛋白质OsOSMl的编码基因插入出发 质粒得到的重组质粒。
[0047] 所述重组载体具体可为重组质粒pCAMBIA1301/Ubi-0s0SMl。所述重组质粒 pCAMBIA1301/Ubi-0s0SMl 具体可为将植物表达载体 pCAMBIA1301/Ubi 的 BamHI 和 ΚρηΙ 识别 序列间的片段(植物表达载体pCAMBIA1301/Ubi被限制性核酸内切酶BamHI和ΚρηΙ切成一个 大片段和一个小片段，该DNA为该小片段)替换为序列表中序列1所示的DNA分子。
[0048] 上述方法中，所述抗病性可为抗立枯丝核菌引起的病害。所述立枯丝核菌具体可 为水稻纹枯病菌株ΥΝ-7。
[0049] 上述方法中，所述抗病性可为抗纹枯病。所述纹枯病可为立枯丝核菌引起的病害。 所述立枯丝核菌具体可为水稻纹枯病菌株ΥΝ-7。
[0050] 实验证明，本发明所提供的蛋白质OsOSMl能提高植物的抗病性:Τ2代转基因水稻 株系L1、株系L2、株系L3、株系L4、株系L5、株系L6、株系L7、株系L8、株系L9和野生型水稻为 实验材料，在水稻分蘖末期至拔节初期采用嵌入接种法接种菌株ΥΝ-7，在实验材料抽穗后 35天记录实验材料田间纹枯病发病情况，结果表明，株系L1、株系L2、株系L3、株系L4、株系 L5、株系L6、株系L7、株系L8和株系L9的纹枯病病级均低于野生型水稻的纹枯病病级。表明， 可以利用蛋白质OsOSMl提高水稻对纹枯病的抗性，对抗纹枯病新材料的选育具有重要作 用。
【附图说明】
[0051 ]图1为OsOSMl基因的表达模式分析。
[0052]图2为1~2代转基因水稻株系中OsOSMl基因的表达分析及纹枯病病级。
[0053]图3为接