水稻OsHAK1蛋白基因在提高水稻抗稻瘟病上的应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114908104A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210566985.9(22)申请日2022.05.18(71)申请人中国农业科学院植物保护研究所地址100193北京市海淀区圆明园西路2号(72)发明人宁约瑟郝泽芸(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241专利代理师李鹏(51)Int.Cl.C12N15/29(2006.01)C07K14/415(2006.01)C12N15/84(2006.01)A01H5/00(2018.01)A01H6/46(2018.01)权利要求书1页说明书4页序列表9页附图4页(54)发明名称水稻OsHAK1蛋白基因在提高水稻抗稻瘟病上的应用(57)摘要本发明公开了水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1在提高水稻抗稻瘟病上的应用，所述水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1的CDS核苷酸序列为SEQIDNo.1所示。转基因实验证明该基因的过量表达提高了水稻对稻瘟病菌的抗性。因此可作为目的基因导入植物，提高植物抗病性，以进行植物品种改良。转入的钾离子转运蛋白还通过提高水稻钾离子含量，有效提高植物防御能力。CN114908104ACN114908104A权利要求书1/1页1.水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1在提高水稻抗稻瘟病上的应用，所述水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1的CDS核苷酸序列为SEQIDNo.1所示或与SEQIDNo.1所述核苷酸序列编码相同蛋白的序列。2.水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1编码的多肽在提高水稻抗稻瘟病上的应用，所述多肽的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。3.一种表达载体，含有编码SEQIDNo.2所示多肽的核酸片段。4.根据权利要求1所述的表达载体，其特征在于，所述核酸片段如SEQIDNo.1所示。5.一种提高水稻抗稻瘟病的方法，其特征在于，将水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1进行克隆并构建植物表达载体，将该表达载体转入农杆菌，然后接种至水稻，选择具有抗稻瘟病抗性的超表达株及其后代，所述水稻钾离子转运蛋白基因OsHAK1的CDS核苷酸序列为SEQIDNo.1所示或与SEQIDNo.1所述核苷酸序列编码相同蛋白的序列。2CN114908104A说明书1/4页水稻OsHAK1蛋白基因在提高水稻抗稻瘟病上的应用技术领域[0001]本发明属于基因工程领域，具体涉及一种水稻OsHAK1蛋白基因在提高水稻抗稻瘟病上应用。背景技术[0002]钾(K+)是植物体内含量最丰富的阳离子，是植物生长发育所必须的三大营养元素(氮、磷、钾)之一。钾在植物体内的含量仅次于氮，占植物干重的2％～10％。虽然K+不参与植物体内有机物的构成，但参与了植物体内多种生理生化反应，包括细胞渗透压的调节、细胞内外电荷的平衡、酶活性的激活、蛋白的合成以及光和作用的产生等。研究表明，钾营养的供应不足不但会影响作物的生长发育，还会影响其产量及品质。[0003]植物主要通过根系从土壤中有效吸收钾来满足自身的需求，一般情况下土壤中钾的浓度仅有0.1～1mM，因此植物从土壤中吸收钾是逆浓度梯度的过程，在这个过程中，植物需要依赖根系表面的钾离子通道和钾离子转运蛋白等所构成的钾转运系统。而植物从土壤中吸收钾营养后将钾从根部转移至茎部以及进一步分配到不同的组织及细胞中也需要依赖钾转运系统。在该系统中，钾离子转运蛋白家族能够应对低钾胁迫，在H+‑ATPase水解ATP提供能量的条件下逆细胞膜电化学势梯度，将细胞外的K+向细胞内转运。[0004]植物可以对钾离子转运蛋白的基因的转录水平进行调控继而调控对钾的吸收及转运。例如，KT/HAK/KUP类型转运蛋白被证明在植物中具有高亲和钾转运功能，低钾胁迫可诱导该类转运蛋白基因的表达量升高，其中研究较多的为各类植物中编码HAK1转运蛋白的基因。在水稻中，OsHAK1既能介导高亲和钾转运系统又能介导低亲和钾转运系统，其表达量能被低钾诱导。敲除水稻中的OsHAK1降低了水稻对钾离子的吸收及转运，而过表达OsHAK1则增强了水稻对钾离子的吸收及转运。因此，植物钾离子转运蛋白OsHAK1在调控水稻钾离子吸收及转运过程中扮演着不可或缺的角色。[0005]基于钾离子生物学功能及钾离子吸收及转运体系的研究，人们也注意到植物中钾离子在植物抗病过程中发挥着重要作用。[0006]在农业生产中普遍认为高钾条件有助于降低植物病虫害的发病率。统计数据发现，钾的效应在不同作物和不同病虫害中的效应是不同的。根据统计结果，钾在减轻真菌性病害上效果显著，而细菌性病害、虫害、病毒病和线虫病害次之。例如在小麦上喷施氯化钾可以有效抑制叶枯菌与白粉病菌孢子的萌发从而抑制病害的发展；在土壤中施用钾肥可以减少水稻茎枯病和叶