[发明专利]利用蔗糖合酶提高水稻稻瘟病抗性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及构建转蔗糖合酶基因水稻的方法，属于转蔗糖合酶水稻的分子生物学技术领域，具体涉及一种利用蔗糖合酶(OsSUS3)提高水稻稻瘟病抗性的方法。

背景技术

蔗糖合酶(sucrose synthase，EC 2.4.1.13，SUS)是一种糖基转移酶，催化可逆的反应：一般认为，它在植物体内主要起到蔗糖分解的作用[1,2](Tsai et al.,1970；Su and Preiss,1978)。单子叶模式物种水稻的蔗糖合酶基因家族有6个同源基因，分别命名为OsSUS1-6。当植物遭受到胁迫时，蔗糖(植物体内的主要碳源)就会发生积累，这种现象是植物适应外界环境的一种反馈调节。已有的研究表明蔗糖合酶可通过调节细胞内可溶性糖和渗透压的方式参与抗逆过程。低氧、低温、干旱、高盐、伤害等都会诱导蔗糖合酶的表达上调[3,4](Klotz and Haagenson 2008；Barrero-Sicilia et al 2011)。以氧胁迫为例，玉米SUS双基因突变体(sus1/sh1)缺氧处理时其根尖致死，恢复供氧时不能恢复正常分裂，而野生型根尖恢复供氧后可继续生长[5](Ricard et al 1998)。同样，马铃薯的SUS突变体经过低氧胁迫又恢复供氧后，突变体植株恢复生长的能力减弱[6](Biemelt et al 1999)。缺氧逆境会诱导玉米根系中胼胝质的产生[7](Subbaiah and Sachs 2001)和小麦根系中和纤维素多糖的增加[8](Albrecht and Mustroph 2003)。Atsus1/Atsus4双突拟南芥在通风良好的条件下可正常生长，而在缺氧胁迫条件下生长受抑制[9](Bieniawska et al 2007)。反义抑制黄瓜CsSUS3降低了其抗氧胁迫能力[10](Wang et al 2014)。

此外，蔗糖合酶为胼胝质合成提供了底物UDPG，胼胝质在病菌侵染的组织部位积累起到机械屏障作用，将病原体限制在某一个区域中来阻止其向植物组织内进一步扩散；而沉积在筛板孔和胞间连丝上的胼胝质可以调节物质运输的速率，减少细胞间信号和病菌等传播[11,12](Vatén et al 2011；and 2013)。但迄今为止，尚无蔗糖合酶对提高植物稻瘟病抗性的报道。参考文献：

1.Tsai CY,Salamini F,Nelson OE.Enzymes of carbohydrate metabolism in the developing endosperm of maize.Plant Physiol,1970,46:299-306.

2.Su JC,Preiss J.Purification and properties of sucrose synthase from maize kernels.Plant Physiol,1978,61:389-393.

3.Klotz KL,Haagenson DM.Wounding,anoxia and cold induce sugarbeet sucrose synthase transcriptional changes that are unrelated to protein expression and activity.J Plant Physiol,2008,165:423-434.

4.Barrero-Sicilia C,Hernando-Amado S,Gonzalez-Melendi P,Carbonero P.Structure,expression profile and subcellular localisation of four different sucrose synthase genes from barley.Planta,2011,234:391-403.

5.Ricard B,VanToai T,Chourey P,Saglio P.Evidence for the critical role of sucrose synthase for anoxic tolerance of maize roots using a double mutant.Plant Physiol,1998,116:1323-1331.