[发明专利]水稻OsWRKY28转录因子基因在改良植物抗病性中的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，特别涉及水稻OsWRKY28转录因子基因在改良植物抗病性中的应用。

背景技术

植物病害对植物生长、发育和繁衍产生严重的负面作用，可以导致植物产量下降和品质劣化。然而，植物在与病原微生物互作的长期演化过程中发展了一系列积极的防御机制来保护自身。植物的防御系统主要由局部防御（Local defense）和系统获得性抗性（Systemic acquired resistance，SAR）构成。植物细胞表面的模式识别受体（Pattern recognition receptors，PRRs）对于病原物相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）的识别直接导致PAMP触发性免疫反应（PAMP-triggered immunity，PTI）。但是，在漫长的进化过程中，病原物已经进化出可以终止PAMP触发性信号的效应子（Effector）；与其相对应，植物也进化出能够识别病原菌效应子的抗性蛋白（R proteins），从而诱导效应子触发性免疫反应（Effector-triggered immunity，ETI）。PTI和ETI共同组成了植物的局部防御。PTI和ETI的激活导致一种运动性信号分子的产生，这种信号分子可以从病原菌侵染部位移动到整个植株的各个部位，使植物产生系统获得性抗性。SAR是一种反应速度快、维持时间长、免疫强度大、病原菌抗性谱广的植物防御反应（Bostock.Signal crosstalk and induced resistance:straddling the line between cost and benefit.Annual Review of Phytopathology,2005,43;Bernoux et al.New insights in plant immunity signaling activation.Current Opinion in plant Biology,2011,14(5)）。

植物防御反应的产生涉及到非常复杂的基因表达调控网络，转录因子在其中起着关键的作用。转录因子也称为反式作用因子，能够特异地识别并结合真核生物启动子中的顺式作用元件，在mRNA水平上实现对靶基因的转录激活或抑制。从植物感知病原物入侵信号到防御反应基因表达的信号传导网络中，各种转录因子与顺式作用元件间的相互作用构成了基因表达调控的基础（徐玲等,植物抗病抗逆机理的研究概述.江西农业学报,2012,24(3)）。已有研究发现一些抗病相关的转录因子可以识别防御相关的顺式作用元件，调控一系列下游抗病防御反应基因的表达，产生具有抗菌活性的病程相关（PR）蛋白、参与抗菌化合物（植物抗毒素）生物合成的酶、降解毒性物质的酶等，进而使植物的抗病性得以提高（Rushton et al.WRKY transcription factors.Trends in Plant Science,2010,15(5)）。因此，通过基因工程技术增强一个关键转录因子的表达，就能够激活一系列下游抗病防御反应基因的表达，达到综合改良植物抗病性状的目的。与利用一个或少数几个下游抗病基因的传统基因工程策略相比，利用转录因子来改良植物的抗病性，可以获得更为理想的综合效果。