[发明专利]水稻硫氧还蛋白酶基因OsNDU、蛋白、载体、宿主细胞、分子标记方法及应用

说明书

本发明提供了水稻硫氧还蛋白酶基因OsNDU、蛋白、载体、宿主细胞、分子标记方法及应用。OsNDU具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，其cDNA序列如SEQ ID No.2所示，其蛋白序列如SEQ ID No.3所示。本发明的方案是硫氧还蛋白酶参与水稻抗褐飞虱的一个很好的实例，这对理解硫氧还蛋白酶的功能以及对抗性的调控具有一定的参考价值。OsNDU基因的研究为水稻抗褐飞虱基因的下游分子机理提供很好的理论基础，对于研究基因分子功能和育种具有借鉴意义。

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体是指一种水稻硫氧还蛋白酶基因OsNDU、蛋白、载体、宿主细胞、分子标记方法及应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa)是一种重要的粮食作物，其种植面积在世界范围内位居首位，褐飞虱(BPH；Nilaparvata lugens)是亚洲地区水稻种植区的一种迁飞性害虫，也是中国长江流域及西南和华南广大稻区水稻种植区的主要害虫。褐飞虱为害水稻的方式主要有三种：一是直接为害，通过口针吸食水稻韧皮部汁液造成为害(Wang et al.,2008；Cheng et al.,2012)。二是卵为害，褐飞虱将产卵器插入水稻维管组织，破坏水稻的运输系统。三是诱发水稻病害，如传播稻草矮和齿叶矮缩病毒(Rivera CT et al.,1966)。进入21世纪以来，整个亚洲水稻产区飞虱爆发的频率和规模有逐渐扩大的趋势，已逐渐成为水稻生产上最大的威胁，被认为是水稻的第一大害虫(HeongHardy,2009；IRRI,Annual report2011)。

近几十年来，农民主要依靠农药来控制褐飞虱的爆发，导致褐飞虱产生了耐药性，同时也对生态环境造成伤害。因此，发掘水稻抗褐飞虱基因，阐明抗虫机理并培育含抗褐飞虱基因的水稻品种，是防治褐飞虱这一重大农业害虫的最经济、有效和环保的方法。

硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)是原核和真核生物中广泛存在的氧化还原调控因子。它们可以调控细胞还原/氧化状态以及各种重要的细胞功能，比如氧化应激防御，细胞增殖，信号转导和转录调控等(Potters G et al.,2010)。到目前为止，多项研究发现Trxs参与植物的抗性反应。在拟南芥中敲除NTRC会导致叶片颜色变浅和植株矮小，突变体植株对氧化胁迫、高盐、干旱和高温也变得更感。拟南芥感染病原菌P.syringae后，引起Trx-h5的表达量持续上调(Laloi C et al.,2004)。拟南芥Trx-h5蛋白能够和NPR1在细胞质中发生互作，并破坏NPR1分子间的二硫键使之解离为单体，单体形式的NPR1具有进入细胞核的能力并在核内与TGA转录因子互作，调控下游PR基因的表达(Yasuomi Tada et al.,2008)。OsNDU含有一个TRX-like结构域，但是否具有二硫键还原酶活性还有待验证，它在水稻中的功能也不清楚。

水稻抗褐飞虱基因Bph6是一种新型抗虫基因，其编码的蛋白不具有明显结构域，也不与已知功能的蛋白同源(Guo et al.,2018)。Bph6具有广谱抗虫性，高抗褐飞虱所有生物型和白背飞虱同时对农艺性状没有负效应。因此Bph6基因在水稻抗褐飞虱育种中具有重要的应用价值。OsNDU是BPH6的互作蛋白，其在水稻抗褐飞虱中的功能还未研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一个水稻硫氧还蛋白酶基因OsNDU，以及它在水稻抗褐飞虱中的功能研究。本发明的基因来源于日本晴的基因组以及cDNA。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种水稻硫氧还蛋白酶基因OsNDU，根据NCBI中日本晴的序列分析，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，该基因全长3291bp，ORF全长825bp。