[发明专利]一种水稻氨基酸转运蛋白OsLHT1在籽粒品质和抗病基因工程中的应用

说明书

本发明公开了一种水稻氨基酸转运蛋白OsLHT1在籽粒品质和抗病基因工程中的应用。水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻对稻瘟病的抗性中的应用。水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻籽粒品质中的应用。本发明所述的水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1，其表达受稻瘟病菌接种诱导，CRISPR‑Cas9技术敲除该基因后，既提高了籽粒中蛋白质和氨基酸的含量，又增强了对稻瘟病的抗性，对提高水稻籽粒品质以及抗病性具有重要意义。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，涉及一种水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1及其在籽粒品质和抗病基因工程中的应用。

背景技术

水稻胚乳蛋白质含量和必需氨基酸的均衡是决定稻米营养质量的两个最重要的因素。水稻氨基酸转运蛋白作为一类膜蛋白，能够影响氨基酸在水稻组织内及组织间的长距离运输，最终影响籽粒中蛋白质和氨基酸的含量。

稻瘟病是影响水稻产量的主要真菌病害，该病害在全国范围内广泛发生,威胁着全世界水稻粮食安全。水稻质膜蛋白在水稻抵御病原菌侵染防卫反应途径中起着重要作用。

发明内容

本发明的目的是提供水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻籽粒中蛋白质及氨基酸含量中的应用。

本发明的另一目的是提供水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻对稻瘟病的抗性中的应用。

水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻对稻瘟病的抗性中的应用，水稻氨基酸转运蛋白基因组序列在RAP-DB数据库中的登录号为Os08g0127100，编码的蛋白序列在RAP-DB数据库中的登录号为Os08g0127100。

所述的应用优选，通过基因工程手段构建敲除或沉默水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1的转基因水稻,能够提高水稻对稻瘟病的抗性。

水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻籽粒品质中的应用，优选水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1在提高水稻籽粒中蛋白质及氨基酸含量中的应用，水稻氨基酸转运蛋白基因组序列在RAP-DB数据库中的登录号为Os08g0127100，编码的蛋白序列在RAP-DB数据库中的登录号为Os08g0127100。

有益效果：

本发明所述的水稻氨基酸转运蛋白基因OsLHT1，其表达受稻瘟病菌接种诱导，CRISPR-Cas9技术敲除该基因后，既提高了籽粒中蛋白质和氨基酸的含量，又增强了对稻瘟病的抗性，对提高水稻籽粒品质以及抗病性具有重要意义。

附图说明

图1：OsLHT1突变体株系的鉴定。

图2：OsLHT1突变体水稻籽粒中蛋白质及氨基酸含量增加。(a)籽粒中蛋白质含量；(b,c)籽粒中氨基酸含量。

图3：OsLHT1基因在稻瘟病菌侵染早期阶段表达上调。

图4：OsLHT1突变体水稻对稻瘟病菌的抗性增强。(a)稻瘟病菌喷雾接种实验；(b)稻瘟病菌侵染后叶片上的病斑数；(c)稻瘟病菌侵染后病斑平均大小；(d)稻瘟病菌侵染后叶片中病菌生物量。

图5：OsLHT1影响稻瘟病菌侵染菌丝的扩展。(a)稻瘟病菌侵染水稻野生型叶鞘后菌丝生长型；(b,c)稻瘟病菌侵染叶水稻野生型和lht1叶鞘后菌丝的扩展。

图6：分蘖盛期，扬花期以及成熟期时lht1叶片呈绣红色斑块。

图7：扬花期lht1叶片大量积累ROS，介导水稻抗性途径依赖于JA，SA合成相关基因及PR基因表达上调。(a)DAB染色检测ROS积累量；(b-d)叶片中介导水稻抗性中依赖于JA途径相关基因的表达；(e-f)叶片中介导水稻抗性中依赖于SA途径相关基因的表达；(g)叶片中PR基因的表达。