[发明专利]MYR1在改良禾本科植物抗病性中的应用

说明书

本发明提供了一种MYR1在改良禾本科植物抗病性中的应用。本发明人通过遗传学和分子生物学等方法发现，禾本科植物感知丛枝菌根真菌的受体MYR1具有负调控植物根部的抗病性的作用，MYR1表达量降低会增加植物根部的抗病性，过量表达MYR1则会减弱植物根部的抗病性。因此MYR1为一种调控植物抗病性的负调控因子，靶向调控该基因可以为植物抗病性状的改良提供新的途径。

技术领域

本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及MYR1在改良禾本科植物抗病性中的应用。

背景技术

菌根共生是植物与菌根真菌形成的一类共生，广泛存在于大多数植物中，据统计，80-90％的陆生植物都能与菌根真菌形成共生。菌根共生又可以分为外生菌根与丛枝菌根两大类，外生菌根是指真菌的菌丝主要在植物根系的表面贴合生长，丛枝菌根真菌的菌丝则会生长到植物根内，并在皮层细胞处发育形成丛枝状结构。当植物与微生物形成共生关系后，植物会为微生物提供生长所必需的碳源，而微生物则会帮助植物吸收环境中的水分和养分，为植物提供如氮、磷等矿质元素。

而植物对外界生物的识别，往往是利用细胞膜表面的一系列受体蛋白来识别来自其他生物的信号分子。这些受体蛋白一般都是跨膜蛋白，胞外的各种结构域能特异性地结合来自其他生物的分子，通过胞内结构域向下游蛋白传递信号，从而改变相关基因的表达，使植物对感知到的外界生物做出不同反应。菌根共生的形成首先是植物在生长过程中会向土壤释放独脚金内酯等物质，当菌根真菌的孢子感受到植物分泌的信号后萌发并朝向植物生长与此同时菌根真菌会释放出菌根因子供植物识别，这些菌根因子主要是脂壳寡糖(LCO)和几丁质四/五聚糖(CO4/5)。在水稻中需要依靠MYR1和CERK1来识别菌根真菌释放的菌根因子。

共生真菌也是一种真菌，但在共生过程中却并不会引起植物强烈的免疫反应。为什么植物的免疫反应在共生过程中没有被激活，目前关于共生过程中的免疫反应的研究依然较少。既然植物识别共生真菌和病原菌都需要受体激酶CERK1，那么共生受体MYR1是否会因为与CERK1互作而影响植物的免疫过程，从而促进共生过程。所以，深入研究共生过程中的免疫抑制，不仅有助于深入阐明菌根共生的分子机制，也将为提高水稻对根部病害的抗性奠定理论基础。

因此，本领域需要对菌根共生中的免疫抑制机制进行深入研究，以使得借助基因工程技术来改造水稻以提高其对根部真菌病害的抗性。

发明内容

本发明的目的在于提供MYR1在改良禾本科植物抗病性中的应用。

在本发明的第一方面，提供一种MYR1的下调剂的用途，用于增强禾本科植物的抗病性；或，用于制备增强植物抗病性的制剂。

在一个优选例中，所述下调剂包括(但不限于)：敲除或沉默MYR1的试剂，抑制MYR1活性的试剂；较佳地，所述下调剂包括：针对MYR1的CRISPR基因编辑试剂、同源重组试剂或定点突变试剂，所述试剂将MYR1进行功能丧失性突变；或，特异性干扰MYR1的编码基因表达的干扰分子。

在本发明的另一方面，提供一种增强禾本科植物抗病性的方法，包括：下调植物中MYR1的表达或活性。

在一个优选例中，所述下调植物中MYR1的表达或活性包括：在植物中敲除或沉默MYR1的编码基因，或抑制MYR1的活性；较佳地，所述在植物中敲除或沉默MYR1的编码基因包括：以CRISPR系统进行基因编辑从而敲除MYR1的编码基因；以同源重组的方法敲除MYR1的编码基因；以特异性干扰MYR1的编码基因表达的干扰分子来沉默MYR1；或，在含有MYR1的植物中将MYR1进行功能丧失性突变。

在另一优选例中，所述方法包括：以CRISPR方法进行基因编辑从而敲除MYR1的编码基因；较佳地，靶向于MYR1的编码基因第196位，缺失196位的碱基G后导致蛋白翻译的提前终止(myr1-1)；或，靶向于MYR1的编码基因第685位，缺失685位的碱基C后导致蛋白翻译的提前终止(myr1-2)。