·常规信息 最近更新:2021年2月24日 21:34:00 | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
基因(座)名称 | 白叶枯病抗性基因; 蔗糖转运蛋白; 结瘤素基因; 白叶枯病易感基因 Bacterial Blight resistance 13; sugar transporter; NODULIN3 (N3) gene; bacterial blight susceptibility gene | ||||||||||||
基因符号 | xa13; Os-8N3; OsSWEET11 | ||||||||||||
所在染色体 | 8 (已克隆) | ||||||||||||
Xa13/xa13(AK070510/AK106127/DQ421395/DQ421396/DQ421394, Chu et al. 2006), OsSWEET11(LOC_Os08g42350, Ma et al. 2017), 位于同一基因位点... 【突变体表型】温室和大田下,突变体ossweet11株高、小穗数和穗长与野生型无差异,但灌浆慢且不充分。授粉后40天,野生型穗完全成熟,颖壳棕色,而ossweet11颖壳仍含叶绿素。当ossweet11颖壳完全褪绿已是授粉60天后,即使延长成熟期,突变体产量也显著降低,收获后成熟种子百分比和千粒重均下降(Yang et al. 2018)。 与野生型相比,敲除OsSWEET11基因显著降低了突变体胚囊中的蔗糖浓度,导致籽粒灌浆缺陷(Ma et al. 2017)。 从感病品种IR64中鉴定出的显性等位基因Xa13,如果抑制它的表达,在增强对菌株PX099抗性的同时,同时能引起水稻花粉败育,降低结实率。这说明Xa13基因不仅控制水稻的抗病性,而且控制着水稻的生殖生长。 【定位与克隆】Os8N3 cDNA全长1516bp,包含有5个外显子,编码一个由307氨基酸组成、含有跨膜结构域的蛋白产物。与IR24相比,在含有对PXO99A不亲和R基因xa13的品种IRBB13中,Os8N3启动子区有多处差异,最主要的是TATA框前插入243bp 片段,这可能是Os8N3在IRBB13中不受PXO99A诱导表达的原因。 【亚细胞定位】细胞膜(Chu et al. 2006) 【时空表达谱】OsSWEET11在发育中的颖果中表达强烈,特别是在胚珠的维管束、珠心表皮和横细胞中(Ma et al. 2017)。 xa13在叶中的表达量很低,但在穗和花药中的表达水平很高。 【生物学功能】Xa13在花粉发育过程中发挥重要作用,可能也是一个细菌生长介导调控元件。水稻对白叶枯病菌小种PXO99的抗性取决于Xa13或xa13表达量,表达量下调,抗性增加(Chu et al. 2006)。 蔗糖转运蛋白SWEET11和SWEET15定位于4个关键位置,分别是:早期遍布珠心、珠心突起部分、环绕胚乳的珠心表皮以及糊粉层,这位从珠心突起转运蔗糖到胚乳提供了一条潜在途径,以及从周围珠心表皮输出蔗糖然后通过OsSWEET11进入糊粉层的途径(Yang et al. 2018)。 水稻隐性抗病基因xa13是Os-8N3等位基因,Os-8N3属于根瘤素基因家族的一员。Os-8N3是一个白叶枯病原菌的感病基因,而隐性等位基因的抗性能够被那些产生III类效应子AvrXa7、PthXo2或PthXo3的病原菌小种破坏,这些效应子均属于类转录激活因子(TAL)的效应子家族成员(Antony et al. 2010)。 白叶枯病菌(Xoo)的一个效应子能转录激活水稻感病基因Xa13表达,造成白叶枯病发生。Xa13编码一个属于MtN3/saliva家族的不可或缺的质膜蛋白。XA13和另外两个蛋白COPT1和COPT5协作促进铜从木质部的移除。铜是植物必需的微量元素,并且是农业生产上使用的许多杀虫剂的重要成分,能够抑制Xoo的生长。Xoo小种PXO99比其他小种对铜更加敏感,在其感染水稻时伴随着XA13、COPT1和COPT5的激活,这些蛋白可以调节水稻中铜的重新分配(Yuan et al. 2010)。 【相关登录号】
将本文分享到: |
·ONTOLOGY及相关基因 | |
---|---|
表型特征 | 白叶枯病抗性(TO:0000175), 花粉败育(TO:0000053), 结实率(TO:0000448), 蔗糖含量(TO:0000328), 千粒重(TO:0000592), 单株产量(TO:0000449), 籽粒灌浆速率(TO:1002661) |
分子功能 | 糖跨膜转运蛋白活性(GO:0051119) |
生物进程 | 花粉发育(GO:0009555), 胚乳发育调控(GO:2000014), 调节寄主对细菌的防卫反应(GO:1900424), 蔗糖跨膜转运(GO:1904982), 铜离子跨膜转运(GO:0035434) |
·参考文献 |
---|
1. Young-Ah Kim;Hyeran Moon;Chang-Jin Park CRISPR/Cas9-targeted mutagenesis of Os8N3 in rice to confer resistance to Xanthomonas oryzae pv. oryzae Rice, 2019, 12: 67 |
2. Jungil Yang;Dangping Luo;Bing Yang;Wolf B. Frommer;Joon‐Seob Eom SWEET11 and 15 as key players in seed filling in rice New Phytologist, 2018, 218(2): 604-615 |
3. Lai Ma;Dechun Zhang;Qisong Miao;Jing Yang;Yuanhu Xuan;Yibing Hu Essential Role of Sugar Transporter OsSWEET11 During the Early Stage of Rice Grain Filling Plant and Cell Physiology, 2017, 58(5): 863-873 |
4. Jana Streubel;Céline Pesce;Mathilde Hutin;Ralf Koebnik;Jens Boch andBoris Szurek Five phylogenetically close rice SWEET genes confer TAL effector-mediated susceptibility to Xanthomonas oryzae pv. oryzae New Phytologist, 2013, 200(3): 808-819 |
5. Changyan Li;Jing Wei;Yongjun Lin;Hao Chen Gene silencing using the recessive rice bacterial blight resistance gene xa13 as a new paradigm in plant breeding Plant Cell Reports, 2012, 31(5): 851-862 |
6. Ting Yuan;Xianghua Li;Jinghua Xiao;Shiping Wang Characterization of Xanthomonas oryzae-Responsive cis-Acting Element in the Promoter of Rice Race-Specific Susceptibility Gene Xa13 Molecular Plant, 2011, 4(2): 300-309 |
7. Ginny Antony;Junhui Zhou;Sheng Huang;Ting Lib;Bo Liu;Frank White;Bing Yang Rice xa13 Recessive Resistance to Bacterial Blight Is Defeated by Induction of the Disease Susceptibility Gene Os-11N3 The Plant Cell, 2010, 22(11): 3864-3876 |
8. Meng Yuan;Zhaohui Chu;Xianghua Li;Caiguo Xu;Shiping Wang The Bacterial Pathogen Xanthomonas oryzae Overcomes Rice Defenses by Regulating Host Copper Redistribution The Plant Cell, 2010, 22(9): 3164-3176 |
9. Zhaohui Chu;Meng Yuan;Jialing Yao;Xiaojia Ge;Bin Yuan;Caiguo Xu;Xianghua Li;Binying Fu;Zhikang Li;Jeffrey L. Bennetzen;Qifa Zhang;Shiping Wang Promoter mutations of an essential gene for pollen development result in disease resistance in rice GENES & DEVELOPMENT, 2006, 20(10): 1250-1255 |
10. Zhaohui Chu;Binying Fu;Hong Yang;Caiguo Xu;Zhikang Li;A. Sanchez;Y. J. Park;J. L. Bennetzen;Qifa Zhang;Shiping Wang Targeting xa13, a recessive gene for bacterial blight resistance in rice Theoretical and Applied Genetics, 2006, 112(3): 455-461 |
11. Bing Yang;Akiko Sugio;Frank F. White Os8N3 is a host disease-susceptibility gene for bacterial blight of rice Proceedings of the National Academy of Sciences, 2006, 103(27): 10503-10508 |
12. Marella Lalitha Shanti;M. L. C. George;C. M. Vera Cruz;M. A. Bernardo;R. J. Nelson;H. Leung;J. N. Reddy;R. Sridhar Identification of Resistance Genes Effective Against Rice Bacterial Blight Pathogen in Eastern India Phytopathology, 2001, 85(5): 506-512 |
13. A. C. Sanchez;L. L. Ilag;D. Yang;D. S. Brar;F. Ausubel;G. S. Khush;M. Yano;T. Sasaki;Z. Li;N. Huang Genetic and physical mapping of xa13, a recessive bacterial blight resistance gene in rice Theoretical and Applied Genetics, 1999, 98(6-7): 1022-1028 |
14. G. Zhang;E. R. Angeles;M. L. P. Abenes;G. S. Khush;N. Huang RAPD and RFLP mapping of the bacterial blight resistance gene xa-13 in rice Theoretical and Applied Genetics, 1996, 93(1-2): 65-70 |
15. T. OGAWA, Luo LIN, R. E. TABIEN and G. S. KHUSH A new recessive gene for resistance to bacterial blight of rice Rice Genetics Newsletters, 1987, 4(0): 98-100 |
中国水稻研究所 |
Copyright © CNRRI. All rights reserved. 中国水稻研究所 版权所有 |