[发明专利]培育抗白叶枯病植物的方法

说明书

本发明公开了培育抗白叶枯病植物的方法。本发明所公开的培育抗白叶枯病植物的方法包括利用TALEN方法对目的植物的Xa5基因第一个外显子的含有序列表中序列4的第116位和第117位的核苷酸的DNA片段进行定点突变，得到白叶枯病抗性高于所述目的植物的抗白叶枯病植物，两条靶序列分别为序列4的第69‑85位的核苷酸序列和序列4的第104‑118位的互补序列。实验证明，利用本发明的方法对Xa5基因进行定点突变可以提高水稻的白叶枯病的抗性。可以利用本发明的方法中用到的物质(如TALEN‑Xa5‑1及其编码基因和TALEN‑Xa5‑2及其编码基因)及靶序列提高水稻的白叶枯病的抗性或培育抗白叶枯病植物。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中，培育抗白叶枯病植物的方法。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物，然而病虫害一直是制约水稻产量的重要因素，其中白叶枯病是主要病害之一。目前水稻生产中主要是化学防治，存在成本高、抗药性和环境污染等问题。利用水稻不同种质中存在的抗性基因培育抗病品种是控制水稻病害经济有效的方法，因此白叶枯病抗性基因的研究与利用一直是国内外水稻研究与育种的热点。利用经典遗传学和病理学方法先后在不同的水稻资源中鉴别出约40个白叶枯病抗性基因。近年来利用分子标记和基因组序列对其中的一些基因进行了基因组定位和克隆，成功克隆了9个抗白叶枯病基因，其中显性(Xa)基因6个Xa21、Xa1、Xa26、Xa27、Xa10和Xa23，三个隐性(xa)基因xa5、xa13和xa25。

基因编辑技术能原位地对基因进行编辑，改变DNA序列。其原理是利用序列特异性核酸酶在基因组中需要修饰的DNA序列或其附近制造DNA双链断裂，通过影响断裂的修复，改变裂口附近的DNA序列。基因编辑的优点在于，在基因编辑过程中引入生物体的外源基因能通过转基因后代的遗传分离而自然去除，且基因编辑造成的基因突变能稳定遗传。

基因编辑技术使用的序列特异性核酸酶有几类，包括锌指蛋白核酸酶(ZincFinger Nucleases，ZFN)、转录激活类效应因子核酸酶(Transcription Activator-LikeEffector Nucleases，TALEN)、RNA指导的序列特异性核酸酶和DNA指导的序列特异性核酸酶等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高水稻对白叶枯病的抗性。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了培育抗白叶枯病植物的方法。

本发明所提供的培育抗白叶枯病植物的方法，包括A1)：A1)降低目的植物中Xa5基因编码蛋白质的含量或活性，得到白叶枯病抗性高于所述目的植物的抗白叶枯病植物。

上述培育抗白叶枯病植物的方法具体可包括A2)：A2)对所述目的植物的Xa5基因进行定点突变，得到白叶枯病抗性高于所述目的植物的抗白叶枯病植物。

上述培育抗白叶枯病植物的方法中，所述对所述目的植物的Xa5基因进行定点突变，可包括B1)：B1)对所述目的植物的Xa5基因的第一外显子进行定点突变。所述目的植物的Xa5基因的第一外显子的序列可为序列表中序列4。

上述培育抗白叶枯病植物的方法中，所述对所述目的植物的Xa5基因进行定点突变，具体可包括B2)：B2)在所述目的植物基因组DNA中，对下述S1)或S2)进行定点突变：

S1)对应于序列表中序列4的第116位和第117位的核苷酸；

S2)含有S1)的DNA片段。

上述培育抗白叶枯病植物的方法中，所述对目的植物的Xa5基因进行定点突变可利用TALEN方法实现。

上述培育抗白叶枯病植物的方法中，利用TALEN方法对所述目的植物的Xa5基因进行定点突变所用靶序列可为靶序列F和靶序列R；

所述靶序列F为下述T11)、T12)或T13)：