本發(fā)明屬于生物，具體涉及desi1蛋白在水稻抗紋枯病中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水稻作為我國(guó)主糧食作物，在國(guó)家糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。水稻紋枯病(rice?sheathblight)是一種世界性病害，由立枯絲核菌(rhizoctonia?solani?kühn)引起。環(huán)境適宜的條件下，紋枯病可引起水稻減產(chǎn)高達(dá)50％，給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。目前，病害防控手段以化學(xué)防治為主，但化學(xué)防治成本高、污染環(huán)境，且易產(chǎn)生抗藥性。因此，采用經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好型防治措施尤為迫切。選育和栽培抗病品種是水稻紋枯病最為經(jīng)濟(jì)、安全和有效的防治策略。

2、蛋白質(zhì)sumo化修飾(sumoylation)是一種廣泛存在于真核生物細(xì)胞中的翻譯后修飾sumo化修飾調(diào)控蛋白-蛋白互作、底物蛋白的亞細(xì)胞定位、活性或穩(wěn)定性等。sumo化修飾始終處于動(dòng)態(tài)平衡之中，其水平受sumo蛋白酶的調(diào)控。目前已經(jīng)報(bào)道植物中有兩類sumo蛋白酶，分別是類泛素蛋白酶(ubiquitin-like?protease,ulp)和去sumo化異肽酶(desumoylating?isopeptidase,desi)。與ulp類sumo蛋白酶相比，desi類sumo蛋白酶在胞內(nèi)的功能以及底物報(bào)道甚少。sumo蛋白酶可通過(guò)與sumo化修飾后的底物蛋白相互作用，將所修飾的sumo分子切割，使該蛋白被去sumo化修飾(desumoylation)，被切下的sumo分子仍可以循環(huán)參與sumo化修飾(morrell?and?sadanandom,2019)。sumo修飾參與調(diào)控眾多的生物過(guò)程，包括應(yīng)激反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期、蛋白質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)錄、翻譯、dna損傷反應(yīng)、染色質(zhì)完整性和核轉(zhuǎn)運(yùn)(hannoun?et?al.,2016；seeler?et?al.,2003；vandenburg?et?al.,2010；wohlschlegel?et?al.,2004)。在植物和動(dòng)物中sumo修飾主要參與免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)(hannoun?et?al.,2016；van?den?burg?et?al.,2010)。近年來(lái)，大量研究表明sumo化修飾在調(diào)節(jié)植物免疫反應(yīng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，sumo化修飾是否參與調(diào)控水稻與紋枯病菌之間的相互作用尚未見(jiàn)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了desi1蛋白在水稻抗紋枯病中的應(yīng)用，sumo蛋白酶desi1正調(diào)控水稻對(duì)紋枯病的防御反應(yīng)，敲除desi1對(duì)紋枯病更敏感，desi1過(guò)表達(dá)增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的抗性，對(duì)水稻抗紋枯病種質(zhì)資源創(chuàng)制和紋枯病的有效防控具有重要意義。

2、本發(fā)明提供了desi1蛋白在調(diào)控水稻抗紋枯病抗性中的應(yīng)用，所述desi1蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

3、本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，編碼所述desi1蛋白的基因的核苷酸序列如seqid?no.2所示。

4、本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述調(diào)控包括：敲除編碼所述desi1蛋白的基因后，增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的敏感性；過(guò)表達(dá)編碼所述desi1蛋白的基因后，增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的抗性。

5、本發(fā)明提供了desi1基因在創(chuàng)制與水稻紋枯病抗性相關(guān)的水稻種質(zhì)中的應(yīng)用，所述desi1基因的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

6、本發(fā)明提供了一種與水稻紋枯病抗性相關(guān)的水稻種質(zhì)的創(chuàng)制方法，包括對(duì)水稻基因組中desi1基因進(jìn)行敲除或過(guò)表達(dá)，所述desi1基因的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

7、本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述敲除的方法包括crispr/cas9基因編輯方法，所用的sgrna的核苷酸序列如seq?id?no.3所示：cgacatctcgccgcggtaca。

8、本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，包括將含所述sgrna插入crispr-cas9載體中，得基因敲除載體。

9、本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述過(guò)表達(dá)包括將所述desi1基因克隆入植物表達(dá)載體pga1611載體中獲得過(guò)表達(dá)載體，利用所述過(guò)表達(dá)載體轉(zhuǎn)染目標(biāo)水稻品種，得過(guò)表達(dá)種質(zhì)。

10、本發(fā)明提供了利用上述創(chuàng)制方法得到的水稻種質(zhì)在抗水稻紋枯病研究中的應(yīng)用。

11、有益效果：本發(fā)明提供了desi1蛋白在調(diào)控水稻抗紋枯病抗性中的應(yīng)用，所述desi1蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。本發(fā)明通過(guò)過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得desi1過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株desi1-ox，通過(guò)紋枯病抗性鑒定發(fā)現(xiàn)，與野生型水稻對(duì)照相比，desi1-ox更抗病。本發(fā)明還通過(guò)crispr/cas9基因編輯對(duì)受體水稻中的desi1蛋白質(zhì)的編碼基因進(jìn)行基因編輯，獲得desi1突變體轉(zhuǎn)基因植株desi1，通過(guò)紋枯病抗性鑒定發(fā)現(xiàn)，與野生型水稻對(duì)照相比，desi1更感病。本發(fā)明證實(shí)desi1蛋白與水稻對(duì)紋枯病的抗性相關(guān)，desi1過(guò)表達(dá)增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的抗性，可用于創(chuàng)制水稻紋枯病抗性新種質(zhì)，證明本發(fā)明所述應(yīng)用對(duì)水稻抗紋枯病種質(zhì)資源創(chuàng)制和紋枯病的有效防控具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.desi1蛋白在調(diào)控水稻紋枯病抗性中的應(yīng)用，其特征在于，所述desi1蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于，編碼所述desi1蛋白的基因的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控包括：敲除編碼所述desi1蛋白的基因后，增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的敏感性；過(guò)表達(dá)編碼所述desi1蛋白的基因后，增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的抗性。

4.desi1基因在創(chuàng)制與水稻紋枯病抗性相關(guān)的水稻種質(zhì)中的應(yīng)用，其特征在于，所述desi1基因的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

5.一種與水稻紋枯病抗性相關(guān)的水稻種質(zhì)的創(chuàng)制方法，其特征在于，包括對(duì)水稻基因組中desi1基因進(jìn)行敲除或過(guò)表達(dá)，所述desi1基因的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述創(chuàng)制方法，其特征在于，所述敲除的方法包括crispr/cas9基因編輯方法，所用的sgrna的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述創(chuàng)制方法，其特征在于，包括將含所述sgrna插入crispr-cas9載體中，得基因敲除載體。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述創(chuàng)制方法，其特征在于，所述過(guò)表達(dá)包括將所述desi1基因克隆入植物表達(dá)載體pga1611載體中獲得過(guò)表達(dá)載體，利用所述過(guò)表達(dá)載體轉(zhuǎn)染目標(biāo)水稻品種，得過(guò)表達(dá)種質(zhì)。

9.利用權(quán)利要求5～8任一項(xiàng)所述創(chuàng)制方法得到的水稻種質(zhì)在抗水稻紋枯病研究中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了Desi1蛋白在水稻抗紋枯病中的應(yīng)用，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了Desi1蛋白在調(diào)控水稻抗紋枯病抗性中的應(yīng)用，所述Desi1蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?No.1所示。本發(fā)明通過(guò)過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得Desi1過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株Desi1?OX，與野生型水稻對(duì)照相比，Desi1?OX更抗水稻紋枯病。本發(fā)明還通過(guò)CRISPR/Cas9基因編輯對(duì)受體水稻中的Desi1蛋白質(zhì)的編碼基因進(jìn)行基因編輯，獲得Desi1突變體轉(zhuǎn)基因植株desi1，更易感水稻紋枯病。本發(fā)明證實(shí)Desi1蛋白與水稻對(duì)紋枯病的抗性相關(guān)，Desi1過(guò)表達(dá)增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的抗性，可用于創(chuàng)制水稻紋枯病抗性新種質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：孫倩,時(shí)雨晴,吝曉楠,玄元虎,梅瓊,趙一鳴,趙俊東,董浩楠,張岐鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2