本發(fā)明屬于分子生物學(xué)，具體涉及一種植物廣譜抗病基因的篩選方法和廣譜抗病基因hsp1在防治植物病害中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、植物病害嚴(yán)重威脅著糧食安全。目前主要通過噴施農(nóng)藥和種植抗病品種進(jìn)行防治。農(nóng)藥雖然在一定程度上減緩了各種植物病害的發(fā)生與危害程度，但同時(shí)也嚴(yán)重影響到人類身體健康與生態(tài)環(huán)境安全，同時(shí)農(nóng)藥的大量使用也需要投入大量的人力和物力。增強(qiáng)品種抗性是最有效的病害防控措施，然而利用傳統(tǒng)雜交育種方式選育抗病品種過程漫長(zhǎng)，從正向遺傳學(xué)角度挖掘定位主效抗病基因難度大，多數(shù)基因也難以被開發(fā)為高效的分子標(biāo)記直接利用于輔助育種中。利用生物技術(shù)大大提高了優(yōu)良抗性品種的選育。

2、利用寄主誘導(dǎo)的基因沉默(host-inducedgene?silencing，higs)技術(shù)選育優(yōu)良抗性品種是目前使用較廣泛且有效的方法。higs用于防治植物真菌病害時(shí)，通常以病原菌生長(zhǎng)發(fā)育或致病的相關(guān)基因作為目的基因，在植物細(xì)胞中對(duì)目的基因的dsrna進(jìn)行表達(dá)，或?qū)⒃隗w外表達(dá)或合成的dsrna或sirna引入植物細(xì)胞中，從而在受到侵染時(shí)沉默病原菌體內(nèi)目的基因，減少病害發(fā)生達(dá)到防治效果。然而，目前病原菌生長(zhǎng)發(fā)育或致病的相關(guān)基因的篩選方式不完善，只能針對(duì)單一病原菌進(jìn)行篩選，驗(yàn)證抗性基因?qū)我徊≡淖饔?，還沒有一種針對(duì)多種病原菌的植物廣譜抗病基因的快速篩選方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種植物廣譜抗病基因的篩選方法和廣譜抗病基因hsp1在防治植物病害中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種病原菌的快速抗病種質(zhì)創(chuàng)制。

2、本發(fā)明提供了一種植物廣譜抗病基因的篩選方法，所述篩選方法包括如下步驟：

3、對(duì)n種目標(biāo)病原菌的cds序列進(jìn)行比對(duì)，得到同源性在85％上的基因序列；所述n為≥2的自然數(shù)；對(duì)所述n種目標(biāo)病原菌的蛋白序列進(jìn)行比對(duì)，得到同源蛋白序列；將所述同源基因序列和所述同源蛋白序列的編碼序列進(jìn)行比對(duì)，取交集，得到保守基因；將所述保守基因與植物基因組dna進(jìn)行比對(duì)，剔除植物基因組dna中與所述保守基因同源性在50％以上的高度同源的基因，得到植物廣譜抗病基因。

4、優(yōu)選的，所述n種目標(biāo)病原菌包括稻瘟病菌(magnaporthe?oryzae)、立枯絲核菌(rhizoctonia?solani)和稻曲菌(ustilaginoidea?virens)。

5、本發(fā)明還提供了基于上述技術(shù)方案所述的篩選方法得到的植物廣譜抗病基因或其高度保守區(qū)域在防治植物病害和/或增強(qiáng)植物對(duì)病原菌的抗性中的應(yīng)用。

6、優(yōu)選的，所述植物廣譜抗病基因?yàn)閔sp1基因，所述應(yīng)用包括hsp1基因或其高度保守區(qū)域在防治植物病害和/或增強(qiáng)植物對(duì)病原菌的抗性中的應(yīng)用；所述hsp1基因編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

7、優(yōu)選的，所述hsp1基因編碼的核苷酸序列如seq?id?no.2所示；所述高度保守區(qū)域的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

8、優(yōu)選的，所述植物病害包括稻瘟病、紋枯病和稻曲病中的一種或多種。

9、優(yōu)選的，所述病原菌包括稻瘟病菌(magnaporthe?oryzae)、立枯絲核菌(rhizoctonia?solani)和稻曲菌(ustilaginoidea?virens)中的一種或多種。

10、本發(fā)明還提供了一種增強(qiáng)水稻對(duì)病原菌抗性的方法，包括如下步驟：利用rnai系統(tǒng)在水稻中插入表達(dá)hsp1基因的高度保守區(qū)域；所述高度保守區(qū)域的核苷酸序列如seq?idno.3所示。

11、優(yōu)選的，所述在水稻中插入表達(dá)hsp1基因的高度保守區(qū)域的方法包括：將hsp1沉默載體導(dǎo)入水稻植株；所述hsp1沉默載體包括基礎(chǔ)載體和插入所述基礎(chǔ)載體的靶點(diǎn)序列；所述靶點(diǎn)序列包括hsp1基因高度保守區(qū)域和所述高度保守區(qū)域的反向互補(bǔ)鏈，所述高度保守區(qū)域的核苷酸序列如seq?id?no.3所示，所述高度保守區(qū)域的反向互補(bǔ)鏈的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

12、有益效果：

13、本發(fā)明提供的篩選方法能夠快速篩選出植物中的廣譜抗病基因，是一個(gè)應(yīng)對(duì)多種病原菌的廣譜抗病基因篩選體系。本發(fā)明提供的篩選方法對(duì)于植物抗病提供了全新的資源，同時(shí)為植物抗病分子育種提供了全新的基因克隆思路，同時(shí)保證作物產(chǎn)量，為未來分子育種的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，在培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)植物品種上具有應(yīng)用前景。

14、基于本發(fā)明提供的篩選方法得到的水稻廣譜抗病基因hsp1的序列簡(jiǎn)單，可在單子葉水稻中穩(wěn)定轉(zhuǎn)化，對(duì)稻瘟病菌、立枯絲核菌和稻曲菌均有顯著的抗病效果，同時(shí)對(duì)水稻的生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)無影響，并不影響產(chǎn)量。

15、采用本發(fā)明提供的篩選方法篩選得到的植物廣譜抗病基因hsp1為病原菌的致病基因，本發(fā)明通過對(duì)致病基因的功能篩選和驗(yàn)證，明確候選基因的致病特征，隨后以該致病基因?yàn)榘袠?biāo)，設(shè)計(jì)rnai干擾片段，從而創(chuàng)制水稻廣譜抗病植株。

技術(shù)特征：

1.一種植物廣譜抗病基因的篩選方法，其特征在于，所述篩選方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的篩選方法，其特征在于，所述n種目標(biāo)病原菌包括稻瘟病菌(magnaporthe?oryzae)、立枯絲核菌(rhizoctonia?solani)和稻曲菌(ustilaginoideavirens)。

3.基于權(quán)利要求1或2所述的篩選方法得到的植物廣譜抗病基因或其高度保守區(qū)域在防治植物病害和/或增強(qiáng)植物對(duì)病原菌的抗性中的應(yīng)用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物廣譜抗病基因?yàn)閔sp1基因，所述應(yīng)用包括hsp1基因或其高度保守區(qū)域在防治植物病害和/或增強(qiáng)植物對(duì)病原菌的抗性中的應(yīng)用；所述hsp1基因編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述hsp1基因編碼的核苷酸序列如seq?idno.2所示；所述高度保守區(qū)域的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物病害包括稻瘟病、紋枯病和稻曲病中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述病原菌包括稻瘟病菌(magnaportheoryzae)、立枯絲核菌(rhizoctonia?solani)和稻曲菌(ustilaginoidea?virens)中的一種或多種。

8.一種增強(qiáng)水稻對(duì)病原菌抗性的方法，其特征在于，包括如下步驟：利用rnai系統(tǒng)在水稻中插入表達(dá)hsp1基因的高度保守區(qū)域；所述高度保守區(qū)域的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述在水稻中插入表達(dá)hsp1基因的高度保守區(qū)域的方法包括：將hsp1沉默載體導(dǎo)入水稻植株；所述hsp1沉默載體包括基礎(chǔ)載體和插入所述基礎(chǔ)載體的靶點(diǎn)序列；所述靶點(diǎn)序列包括hsp1基因高度保守區(qū)域和所述高度保守區(qū)域的反向互補(bǔ)鏈，所述高度保守區(qū)域的核苷酸序列如seq?id?no.3所示，所述高度保守區(qū)域的反向互補(bǔ)鏈的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物廣譜抗病基因的篩選方法和廣譜抗病基因HSP1在防治植物病害中的應(yīng)用。所述篩選方法包括：對(duì)N種目標(biāo)病原菌的CDS序列進(jìn)行比對(duì)，得到同源基因序列；所述N為≥2的自然數(shù)；對(duì)所述N種目標(biāo)病原菌的蛋白序列進(jìn)行比對(duì)，得到同源蛋白序列；將所述同源基因序列和所述同源蛋白序列的編碼序列進(jìn)行比對(duì)，取交集，得到保守基因；將所述保守基因與植物基因組DNA進(jìn)行比對(duì)，剔除高度同源的基因，得到植物廣譜抗病基因。本發(fā)明提供的篩選方法是一個(gè)適用不同類型作物，應(yīng)對(duì)不同類型作物病原菌的廣譜抗病基因篩選體系，為植物抗病分子育種提供了全新的基因克隆思路。

技術(shù)研發(fā)人員：李國(guó)田,李任建,郭鎮(zhèn)華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23