[发明专利]水稻基因OsTGA5及其在水稻抗稻瘟病中的应用

说明书

本发明提供了一种水稻基因OsTGA5及其抗稻瘟病的应用，该基因的开放阅读框长990bp，编码一种碱性亮氨酸拉链（basic‑region leucine‑zipper，bZIP）转录因子，由329个氨基酸组成。本发明采用CRISPR/Cas9的方法对水稻基因OsTGA5进行敲除，分别对野生型和敲除突变体植株进行稻瘟病菌接种实验和田间生长表型观察，结果显示，敲除OsTGA5明显提高了水稻植株对稻瘟病菌的抗性且未对生长造成明显不利影响，表明该基因可用于选育或培育相关的抗病品种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种水稻基因OsTGA5及其在抗稻瘟病中的应用。

背景技术

水稻（Oryza sativa）是我国重要的粮食作物，其产量直接关系到国家粮食战略安全。由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是水稻最主要病害之一，严重影响我国稻米产量，每年造成巨大的经济损失。

植物在抵抗各种病原菌微生物侵染过程中，进化出了一套复杂、高效的免疫防御系统。其主要分为两个层次：第一层次即植物细胞通过位于细胞膜上的模式识别受体感知病原菌的保守分子模式而激发产生的具有广谱抗性的免疫反应(pattern-triggeredimmunity, PTI)。第二层次即植物细胞依赖于自身编码的抗性（R）蛋白直接或间接识别病原菌分泌的效应因子而产生的具有病原小种特异性的免疫反应(effector-triggeredimmunity, ETI)。尽管植物PTI与ETI反应在病原菌入侵不同阶段被触发，其激活的下游抗病反应通路具有相似性，比如活性氧分子的产生、抗病激素的积累、抗病基因表达等。

转录因子在各种信号转导途径中发挥重要的调控作用，从而使植物能够对环境变化和病原体侵袭做出反应。植物中bZIP转录因子超级家族成员可与其他bZIP蛋白或其他类型的转录因子形成同源或异源二聚体，调控生长、代谢、胁迫应答等多种基因的表达。植物bZIP家族可分为13个类群，共包含34个亚家族。拟南芥的TGA2、TGA6和烟草的TGA2.2等TGA转录因子属于其中的D亚家族，它们可以与多个抗病基因启动子中的识别基序(as-1)结合，调控其转录水平。水稻中与拟南芥TGA2同源且归属于同一亚家族的bZIP转录因子有四个，包括OsTGA5、OsTGA3、OsTGA2、rTGA2.1。已有研究表明，OsTGA2和rTGA2.1在水稻抗白叶枯病免疫反应中分别发挥正调控和负调控的功能。

然而，目前仍没有关于OsTGA5基因在水稻抗稻瘟病中应用的报道。本发明研究发现，采用生物技术手段改变水稻OsTGA5的表达水平，可提高水稻抗稻瘟病能力且不影响水稻植株的正常生长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻基因OsTGA5及其在水稻抗稻瘟病中的应用，具体采用CRISPR/Cas9方法对OsTGA5基因进行敲除，对作物进行遗传改良，培育出抗稻瘟病的转基因水稻。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种水稻基因OsTGA5，其开放阅读框核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

上述水稻基因OsTGA5编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。