本發(fā)明屬于植物基因工程和分子育種，具體涉及 scnip1基因在調(diào)控植物抗病性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、甘蔗（ saccharumspp.）是全球最主要的制糖原料，其生產(chǎn)食糖約占世界食糖總產(chǎn)的80%。同時，甘蔗也可用作生產(chǎn)綠色能源乙醇和天然藥用化合物的原料，對于緩解能源緊缺問題有重要意義。但是，病害極大地制約了甘蔗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。目前，世界范圍內(nèi)已知的甘蔗病害達160多種，主要包括黑穗病、梢腐病、赤腐病、宿根矮化病、白條病和花葉病等，這已成為甘蔗生產(chǎn)提質(zhì)增效的一個重要限制因素。選育和種植抗病品種是控制甘蔗病害流行的關(guān)鍵。甘蔗生育期長，加上甘蔗遺傳背景復雜導致的優(yōu)良基因聚合概率低，所以單純依賴傳統(tǒng)雜交育種和表型選擇的現(xiàn)行育種技術(shù)，不易選出高產(chǎn)、高糖和抗病性兼具的品種。因此，挖掘和鑒定甘蔗抗病基因并解析其作用機制，培育抗病新品種，是解決病害威脅、促進甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為經(jīng)濟和有效的措施。

2、類nod26膜內(nèi)在蛋白（nodulin?26-like?intrinsic?proteins,?nips）是植物水通道蛋白（aquaporinproteins,?aqps）家族中同工型最豐富的亞家族之一，主要轉(zhuǎn)運不帶電荷的小分子，如水、氨、甘油、硼、硅、砷和尿素等。nips具有底物選擇特異性，主要受4個氨基酸組成的芳香族氨基酸/精氨酸（aromatic-arginine,?ar/r區(qū)）選擇性過濾器的影響。不良環(huán)境如低溫、干旱、高鹽、類金屬、氧化脅迫以及病蟲害等都會破壞植物體內(nèi)的水分動態(tài)平衡，擾亂植物正常生理生化代謝，影響植物生產(chǎn)。 nip可通過調(diào)控多種逆境條件下的基因表達水平，進而調(diào)節(jié)物質(zhì)積累，還可與多類逆境脅迫響應(yīng)蛋白互作，共同調(diào)節(jié)植物的水分和滲透平衡，提高植物的抗逆性和適應(yīng)性。當前已有許多關(guān)于 nip基因在非生物脅迫方面的研究報道，但其在生物逆境方面的報道鮮少，僅有的研究發(fā)現(xiàn)是在豆科植物受根瘤菌侵染后，nodulin?26在共生體膜中表達，且參與了氨的運輸，維持胞間物質(zhì)運輸和滲透平衡。寄主植物通過叢枝菌根（arbuscular?mycorrhizas）與土壤真菌建立共生關(guān)系，此關(guān)系的建立能夠調(diào)節(jié) nip基因的表達。關(guān)于 nip基因是如何響應(yīng)生物脅迫及其在植物免疫中是如何發(fā)揮調(diào)控作用，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。因此，開發(fā)甘蔗 nip基因在生物脅迫中的應(yīng)用，可為甘蔗抗病品種的培育提供重要理論依據(jù)和優(yōu)良基因資源，同時也為其他作物的分子育種提供參考。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和難點，提出甘蔗類nod26膜內(nèi)在蛋白基因 scnip1在調(diào)控植物抗病性中的應(yīng)用。本發(fā)明首次克隆了 scnip1基因并證明其屬于膜定位蛋白，利用農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化水稻，證實 scnip1基因過表達可增強轉(zhuǎn)基因植株的抗病性；通過表型觀察、生理指標測定、基因表達以及比較轉(zhuǎn)錄組分析，構(gòu)建了 scnip1基因介導植物抗病性的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；本發(fā)明克隆和鑒定的 scnip1基因可用于提高植物的抗病性，對于培育植物抗病新品種具有重要應(yīng)用潛力和價值。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種甘蔗 scnip1基因，所述 scnip1基因的核苷酸序列如seq?id?no:1所示，其編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no:2所示。

4、一種含有上述 scnip1基因的表達載體。

5、一種含有上述 scnip1基因的細胞系。

6、一種含有上述 scnip1基因的宿主菌。

7、上述一種 scnip1基因在調(diào)控植物抗病性中的應(yīng)用；

8、進一步的，所述抗病性為抗稻瘟??；

9、進一步的，所述植物為水稻；

10、進一步的，過表達 scnip1基因提高植物的抗病性。

11、上述一種 scnip1基因在植物抗性育種中的應(yīng)用；

12、進一步的，所述植物為水稻、甘蔗。

13、本發(fā)明通過rt-pcr技術(shù)，從甘蔗常用栽培種roc22根中克隆獲得 scnip1基因的cdna全長序列。采用rt-qpcr方法，檢測 scnip1基因在不同甘蔗組織和黑穗病菌脅迫下的表達模式。通過雙酶切連接法構(gòu)建重組亞細胞定位載體psuper-1300- scnip1- gfp，利用農(nóng)桿菌介導的微量注射法轉(zhuǎn)化煙草，觀察scnip1蛋白的亞細胞定位情況。利用gateway方法構(gòu)建重組過表達載體pearleygate?203- scnip1，再通過農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化到模式植物水稻日本晴植株，經(jīng)草丁膦抗生素篩選和目的基因檢測后，獲得純合轉(zhuǎn)基因株系。對轉(zhuǎn)基因水稻植株接種稻瘟菌，結(jié)合植株的表型、生理生化指標、基因表達以及比較轉(zhuǎn)錄組分析，探究 scnip1基因的抗病功能及其介導植物抗病性的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益結(jié)果為：

14、（1）本發(fā)明首次獲得并公開了 scnip1的基因序列，初步判定該基因參與了甘蔗黑穗病菌脅迫響應(yīng)的分子調(diào)控，為 scnip1基因后續(xù)功能的深入研究奠定了重要基礎(chǔ)。

15、（2）首次揭示了 scnip1正調(diào)控轉(zhuǎn)基因水稻的抗稻瘟病性，其通過促進植株體內(nèi)的內(nèi)源ros迸發(fā)，ja和sa累積，蛋白激酶信號傳導，激活潛在轉(zhuǎn)錄因子（bhlh、wrky、myb、nac等），啟動ja和sa等植物激素信號通路相關(guān)基因（ oseds1、 ospad4、 osnh1、 oslox）以及病程相關(guān)蛋白基因（ ospr4、 ospr8和 ospr10）表達，進而增強對病原菌的抗性。

16、（3）本發(fā)明對抗病育種、植物種質(zhì)資源改良、豐富植物抗病育種的基因資源等方面具有重要意義。