[发明专利]一类水稻转录因子OsNF-YA在水稻抗病毒中的应用

说明书

本发明涉及一种水稻核转录因子OsNF‑YA基因及其在抗南方水稻黑条矮缩病毒和水稻条纹病毒中的应用，通过将植物水稻中的OsNF‑YA采用siRNA方式敲除后，获得稳定遗传的RNAi‑OsNF‑YA转基因植株。实验数据表明：RNAi‑OsNF‑YA转基因植株能够增强水稻对水稻条纹病毒和南方水稻黑条矮缩病毒的抗性。

技术领域

本发明涉及转基因技术领域及植物病害防治领域，具体涉及水稻一类转录因子OsNF-YA基因及其在水稻抗病毒病及植物育种中的应用。

背景技术

水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)是纤细病毒属(Teniviru)的典型代表。RSV是囊膜包被的丝状体负义链多分体RNA病毒，病毒粒子呈纤细的丝状，长度不一，直径约3-8nm。在自然条件下RSV可以侵染水稻、玉米等50种禾本科植物，寄主范围广泛。感病水稻植株初期出现明显矮化、叶片褪绿卷曲，严重枯心甚至死亡，生长后期叶片沿叶脉出现黄色斑点，会导致抽穗减少或不抽穗。RSV的传播介体主要是灰飞虱，可以经卵垂直传播，无论是灰飞虱的幼虫和成虫，还是雌虫与雄虫都可以作为RSV的介体。2003-2010年水稻条纹叶枯病在我国华东稻区发生大规模暴发流行，水稻条纹叶枯病病田一般发病率在5％左右，减产3％～5％，严重时减产20％～30％，甚至高达70％或绝收；在2004和2005两年，仅在江苏地区受水稻条纹病毒影响发病面积分别达到了153万公顷和187万公顷(张恒木et al.,2007；周益军,2010)。目前水稻条纹叶枯病已扩及我国的18个省份的稻区，其中以江苏、浙江、山东、河南、云南等地的粳稻田发病更为普遍(周益军,2010)，严重影响水稻粮食安全。以云南省禄丰县金山镇为例自2018年到2021年发病逐年上升，2018年发病面积达12.8公顷；2019年稍有加重的趋势发病面积为30公顷；2020年发病面积为136.93公顷；2021年全镇水稻条纹叶枯病发生情况进行前期初步调查，发生面积为304公顷(马丽琼et al.,2022)。直接导致水稻严重减产，给农业生产带来严重的负面影响。

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBDV)在我国在2001年发现于广东省阳江市。其病毒粒子符合斐济病毒属的粒子结构呈正二十面体球状结构，直径为75-80nm，其寄主范围主要在禾本科植物。SRBSDV的传播介体主要是白背飞虱，一经获得病毒即可终身带毒但是不经卵传播。由于白背飞虱具有远距离迁飞的能力的长翅型使得SRBSDV能在短时间内大面积爆发和流行。被SRBSDV感染后发病的植株其表现出的症状同RBSDV类似，SRBSDV在水稻各生育期均可感病，症状因时期不同表现不同。感染SRBSDV植株出现的典型症状为植株出现矮缩，叶色加深变浓绿，叶尖卷曲，上部叶近基部叶面形成凹凸不平的皱褶。拔节期的病株茎节部有气生须根及高节位分枝；茎秆表面生有大小约1～2mm蜡点状纵向排列的乳白色瘤状突起，瘤突后期呈褐黑色，感病时期越晚，病瘤产生的部位越高(周国辉et al.,2008)，对经济作物水稻、玉米、小麦和大麦产量造成严重影响。20世纪90年代后期，该病在江苏、浙江、等地区发生大爆发，发病严重的稻田，病害的发生超过90％，造成严重的经济损失(王华弟等，2007)，因此，研究SRBSDV病毒造成的水稻病害的原因具有极为重要的现实意义。

SRBSDV是呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属(Fijivirus)的重要成员之一，近年来系统进化树分析表明SRBSDV与水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarfvirus,RBSDV)的基因序列同源性很高。类比RBSDV研究人员发现SRBSDV P5-1，P6,P9是病毒复制毒质的重要组成部分。其中P6蛋白可以通过与乙烯信号途径关键转录因子OsRTH2互作协调病毒感染与传播。P7-2与S-phase kinase-associated protein 1(OsSKP1)相互作用形成SCF复合物。P8蛋白编码病毒的内层衣壳蛋白，具有抑制转录活性的功能，通过与水稻生长素途径转录因子OsARF17互作抑制其介导的抗病毒防御反应。P10编码的外壳蛋白，能够激发内质网应激反应。