HPS1基因或HPS1基因编码的蛋白在调控植物抗病虫害能力中的应用

本发明涉及农作物育种领域，特别是涉及hps1基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗病虫害能力中的应用。

背景技术：

1、水稻是世界上最重要的粮食作物之一，有超过一半的人口以它为主食。水稻也是我国种植面积最大的粮食作物，因此，其产量关乎着我国的粮食安全。生物胁迫严重威胁着水稻的安全生产，尤其是病害和虫害。目前防治水稻病害和虫害主要是采取化学防治的手段，但却往往治标不治本，不仅会造成病原菌和害虫产生抗药性，还会带来环境污染、生态危机、粮食安全和健康危害等一系列令人担心的问题。

2、因此挖掘并利用对生物胁迫的抗性基因和机制是改进作物最有效与最绿色环保的手段。转录因子是一类具有dna绑定结构域，能够绑定基因启动子区域特定顺式作用元件调节靶基因表达的蛋白质，广泛参与对植物对生物胁迫抗性的调控作用。水稻中至少已鉴定到167个bhlh家族转录因子基因，但这类转录因子在生物胁迫抗性调控过程中的功能研究报道很少。因此，鉴定能够调控生物胁迫抗性的bhlh转录因子并利用该因子改良作物的生物胁迫抗性具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供hps1基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗病虫害能力中的应用，以解决上述现有技术存在的问题。本发明首次发现hps1基因在调控植物抗病虫害能力中的应用，通过过表达该基因能够提高植物的抗病虫害的能力。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供了hps1基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗病性中的应用，所述hps1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

4、优选的，所述调控包括提高植物抗病性和降低植物抗病性。

5、优选的，通过敲除所述hps1基因，使所述植物的抗病性降低；通过过表达hps1基因，使所述植物的抗病性提高。

6、优选的，所述抗病性包括抵抗真菌引起的病害的能力和抵抗细菌引起的病害的能力。

7、优选的，所述真菌包括引起稻瘟病的病原菌和/或引起纹枯病的病原菌；

8、所述细菌包括引起白叶枯病的病原菌。

9、优选的，所述植物包括水稻。

10、本发明提供了hps1基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗虫害能力中的应用，所述hps1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

11、优选的，所述调控包括提高植物抗虫害能力和降低植物抗虫害能力。

12、优选的，通过敲除所述hps1基因，使所述植物的抗虫害能力降低；通过过表达hps1基因，使所述植物的抗虫害能力提高。

13、优选的，所述植物包括水稻。

14、本发明公开了以下技术效果：

15、本发明提供了水稻中的一个编码bhlh转录因子的过氧化氢感应因子(hydrogenperoxide sensor 1，hps1)基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗病虫害能力中的应用。本发明利用遗传学、分子生物学和病理学等一系列手段对水稻转录因子基因hps1基因对水稻生物胁迫的抗性功能进行了全面的鉴定。本发明发现过表达hps1基因的水稻比野生型水稻植株对稻瘟病、纹枯病和白叶枯等不同真菌性或细菌性病害有更强的抗性，以及对褐飞虱导致的虫害有更强的抗性，而敲除hps1基因后，导致hps1基因编码蛋白质能力被阻碍的水稻比野生型水稻对生物胁迫有更弱的抗性。因此，本发明在水稻中鉴定了一个调控水稻对多种生物胁迫抗性的重要基因，hps1基因为选育对生物胁迫有较高抗性的作物品种提供了重大理论依据。

16、在具体实施例中，本发明通过基因编辑成功获得了两个独立的hps1基因功能丧失的敲除株系；通过农杆菌转化法在水稻中转入过表达质粒，成功获得了两个独立的hps1基因的过表达水稻株系；同时获得了过表达hps1基因株系。本发明通过对这些转基因株系的表型鉴定，探究hps1基因对作物生物胁迫抗性的调控作用。hps1基因对作物生物胁迫抗性的调控作用具体为：过表达hps1基因后能增强水稻对稻瘟病、纹枯病和白叶枯等不同真菌性或细菌性病害的抗性，以及增强对褐飞虱导致的虫害的抗性，而敲除hps1基因后，削弱了水稻对这些病害和虫害等生物胁迫的抗性。因此，hps1基因能够应用于改良不同作物的生物胁迫抗性。

技术特征：

1.hps1基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗病性中的应用，其特征在于，所述hps1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控包括提高植物抗病性和降低植物抗病性。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，通过敲除所述hps1基因，使所述植物的抗病性降低；通过过表达hps1基因，使所述植物的抗病性提高。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述抗病性包括抵抗真菌引起的病害的能力和抵抗细菌引起的病害的能力。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述真菌包括引起稻瘟病的病原菌和/或引起纹枯病的病原菌；

6.根据权利要求1或3所述的应用，其特征在于，所述植物包括水稻。

7.hps1基因或hps1基因编码的蛋白在调控植物抗虫害能力中的应用，其特征在于，所述hps1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述调控包括提高植物抗虫害能力和降低植物抗虫害能力。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，通过敲除所述hps1基因，使所述植物的抗虫害能力降低；通过过表达hps1基因，使所述植物的抗虫害能力提高。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述虫害包括褐飞虱引起的虫害；所述植物包括水稻。

技术总结本发明涉及农作物育种领域，特别是涉及HPS1或HPS1基因编码的蛋白在调控植物抗病性中的应用。本发明利用遗传学、分子生物学和病理学等一系列手段对水稻转录因子基因HPS1基因对水稻生物胁迫的抗性功能进行全面鉴定。本发明发现过表达HPS1基因的水稻比野生型水稻植株对稻瘟病、纹枯病和白叶枯等不同真菌性或细菌性病害有更强的抗性，以及对褐飞虱导致的虫害有更强的抗性，而敲除HPS1基因导致HPS1基因编码蛋白质能力被阻碍的水稻比野生型水稻对生物胁迫有更弱的抗性。因此，本发明所述HPS1基因为选育对生物胁迫有较高抗性的作物品种提供了重大理论依据。技术研发人员：陈学伟,廖海澄,方宇,魏英杰,茶建奎,王静,贺闽,李伟滔,尹俊杰,朱孝波受保护的技术使用者：四川农业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13