[发明专利]能提高水稻抗病性的烟草铁氧还蛋白及其编码基因

说明书

本发明涉及能提高水稻抗病性的烟草铁氧还蛋白及其编码基因，属于水稻抗病基因工程领域。效应蛋白XopL介导植物细胞中的烟草铁氧还蛋白Ferredoxin(NbFd)发生泛素化，随即被蛋白酶体降解，使NbFd进入植物细胞叶绿体的数量降低，从而抑制光合作用中的电子传递，导致活性氧积累，诱发植物产生过敏反应(HR)类抗病反应。水稻中的Ferredoxin蛋白不与XopL互作，但来自烟草的Ferredoxin蛋白编码基因NbFd转入水稻后，可提高水稻对白叶枯病的抗性。本发明通过蛋白质互作途径获得的烟草Ferredoxin蛋白编码基因NbFd，可作为水稻抗白叶枯病育种的基因资源，获得的NbFd转基因水稻显著提高对白叶枯病的抗性。

技术领域

本发明属于水稻抗病基因工程领域，尤其是涉及一种与稻黄单胞菌效应蛋白XopL互作并能显著提高水稻抗病性的烟草铁氧还蛋白Ferredoxin及其编码基因NbFd。

背景技术

水稻白叶枯病由稻黄单胞菌白叶枯致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo)引起，是一种重要的水稻病害。该病在我国各稻区均有发生，南方稻区发病较重，可导致减产20％-50％，严重时可造成绝收。种植抗性品种是防治白叶枯病最经济有效的手段。

Xoo的三型分泌系统(type III secretion system,T3SS)是细菌侵染和与植物建立寄生关系的关键致病因子，它是由近30个基因形成的hrp基因簇，经过精确的调控后表达、编码、组装形成。T3SS将细菌合成的III型效应蛋白分泌进入植物细胞，引发寄主植物的感病性。在Xoo与植物协同进化过程中，抗性植物通过产生抗性蛋白识别进入细胞的效应蛋白，并启动抗性反应。然而，多数Xoo III型效应蛋白在植物中的靶标仍未见报道。

烟草是Xoo的非寄主植物，受到Xoo侵染后产生强烈的抗性反应，表现为过敏性坏死反应(hypersensitive response,HR)。非寄主抗性具有稳定、持久、不易被克服的特点。在寄主植物中表达非寄主来源的抗性基因可有效提高植物的抗病性。Xoo激发烟草产生HR反应的能力也依赖于T3SS，因此以Xoo的III型效应蛋白为出发点，筛选具有激发烟草产生HR反应能力的效应蛋白，并对烟草内识别该效应蛋白的因子进行鉴定，有助于发掘新的抗性基因。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有水稻抗性基因资源不足，提供一种来自烟草的可与激发烟草产生HR的效应蛋白XopL互作并提高水稻抗白叶枯病能力的烟草蛋白Ferredoxin及其编码基因NbFd。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面：提供一种稻黄单胞菌效应蛋白XopL，所述稻黄单胞菌效应蛋白XopL氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，通过农杆菌介导，在本氏烟草(Nicotianabenthamiana)叶片中瞬时表达后，所述稻黄单胞菌效应蛋白XopL能够激发烟草产生过敏反应(HR)。

所述稻黄单胞菌效应蛋白XopL来自稻黄单胞菌白叶枯致病变种菲律宾六号小种PXO99^A。

稻黄单胞菌效应蛋白XopL在NCBI数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中的编号为PXO_01620，该蛋白序列总长度为656个氨基酸。

所述瞬时表达载体为双元载体pHB，其已在(《Mao J.et al.,A role forArabidopsis cryptochromes and COP1in the regulation of stomatalopening.Procedings of the National Academy of Sciences of the United Statesof America,2005.102(34).p.12270-12275》)中公开。