本发明专利技术公开了簇毛麦抗白粉病基因DvRGA‑1、DvRGA‑2及其应用，属于基因工程领域。簇毛麦DvRGA‑1的基因组DNA序列为SEQ ID NO.1，cDNA序列为SEQ ID NO.2，氨基酸序列为SEQ ID NO.3。DvRGA‑2的基因组DNA序列为SEQ ID NO.4，cDNA序列为SEQ ID NO.5，氨基酸序列为SEQ ID NO.6。DvRGA‑1位于簇毛麦抗白粉病基因Pm21位点。基因沉默分析显示，DvRGA‑1和DvRGA‑2的沉默可导致抗病小麦完全发白粉病；瞬间表达分析表明，DvRGA‑1和DvRGA‑2都能显著减低感病小麦的白粉菌吸器指数。因此，簇毛麦DvRGA‑1和DvRGA‑2基因及其编码的蛋白质在小麦抗白粉病育种中具有重要应用价值。
Powdery Mildew Resistance Genes DvRGA-1, DvRGA-2 and Their Applications
The invention discloses powdery mildew resistance genes DvRGA 1, DvRGA 2 and their applications, belonging to the field of genetic engineering. The genomic DNA sequence of DvRGA 1 is SEQ ID NO.1, the DNA sequence of DvRGA 1 is SEQ ID NO.2, and the amino acid sequence is SEQ ID NO.3. The genomic DNA sequence of DvRGA_2 is SEQ ID NO.4, the DNA sequence of DvRGA_2 is SEQ ID NO.5, and the amino acid sequence is SEQ ID NO.6. DvRGA 1 is located at the Pm21 locus of powdery mildew resistance gene in Haematis villosa. Gene silencing analysis showed that DvRGA_1 and DvRGA_2 silencing could lead to complete powdery mildew in resistant wheat. Transient expression analysis showed that DvRGA_1 and DvRGA_2 could significantly reduce the haustor index of powdery mildew in susceptible wheat. Therefore, DvRGA_1 and DvRGA_2 genes and their encoded proteins have important application value in wheat powdery mildew resistance breeding.
【技术实现步骤摘要】
簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-1、DvRGA-2及其应用
本专利技术公开了两个簇毛麦(Dasyprumvillosum)抗白粉病基因DvRGA-1和DvRGA-2，它们都是抗病基因类似物(RGA)，编码典型的螺旋卷曲－核苷酸结合位点－富含亮氨酸重复(CC-NBS-LRR)类抗病蛋白，都能够提高小麦对白粉病的抗性，属于基因工程领域。
技术介绍
小麦是世界主要粮食作物之一，其生产受到各种病害的威胁。小麦白粉病是有小麦白粉菌(Blumeriagraminisf.sp.tritici)引起的真菌病害，是导致小麦减产的重要因素。控制小麦白粉病危害的经济、有效的方式是发掘抗病资源、培育抗病品种。目前已报道100多个小麦抗白粉病基因(McIntoshetal.Catalogueofgenesymbolsforwheat:2017supplement.In:KOMUGIwheatgeneticresourcedatabase：https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/symbolClassList.jsp)，但大多表现为小种特异性抗性，具有广谱抗性的基因较少。近年来的观察显示，在长江中下游地区，白粉菌小种的毒性正逐步增强，以往广泛种植的含Pm2a、Pm4a等基因的小麦品种正逐步丧失抗性，给小麦生产产生越来越大的威胁(Bieetal.Developmentandcharacterizationofanefficientbreeding-practicalmarkerMBH1simultaneouslytaggingPm21andPmVgenesconferringresistancetowheatpowderymildew.MolecularBreeding.2015,35:189)。来自英国剑桥植物园的簇毛麦的Pm21基因和来自前苏联的簇毛麦的PmV基因，都具有广谱抗性，能抵御现有的各种小麦白粉菌小种(Chenetal.Developmentandmolecularcytogeneticanalysisofwheat-Haynaldiavillosa6VS/6ALtranslocationlinesspecifyingresistancetopowderymildew.TheorApplGenet.1995,91:1125-1128；Lietal.Developmentandidentificationofwheat–HaynaldiavillosaT6DL.6VSchromosometranslocationlinesconferringresistancetopowderymildew.PlantBreed.2005,124:203-205)，其中目前已育成30多个携带Pm21基因的小麦品种，而携带PmV基因的小麦品种相对较少。目前，作为日益丧失抗性的Pm2a、Pm4a等基因的替代，Pm21基因已经得到大面积推广。但是，对其作用机理尚不明确，这主要是由于携带Pm21基因的易位染色体与小麦染色体不发生交换等因素的限制，难以利用常规的图位克隆策略来分离Pm21。尽管前人做了大量工作，并获得了一批抗白粉病相关基因，但是这些基因中很少能定位到携带Pm21基因的目标染色体区段。尽管stpk-V、DvPP2C等基因参与Pm21基因介导的抗白粉病过程(Caoetal.Serine/threoninekinasegeneStpk-V,akeymemberofpowderymildewresistancegenePm21,conferspowderymildewresistanceinwheat.ProcNatlAcadSciUSA.2011,108:7727-7732；Heetal.ComparativemappingofpowderymildewresistancegenePm21andfunctionalcharacterizationofresistance-relatedgenesinwheat.TheorApplGenet.2016,129:819-829)，但是基因沉默分析表明，这些基因的沉默并不会导致含Pm21基因的抗病材料出现肉眼可见的白粉病症状，这说明目前还没有克隆到真正的Pm21。植物抗病蛋白在识别病原因子和启动防卫应答方面起着双重作用。从已测序的植物基因组中，科学工作者预测到大量抗病基因类似物(RGA)，其中核苷酸结合位点－富含亮氨酸重复(NBS-LRR)类抗病基因是主要类型。在已克隆的小麦抗病基因中，主要都是含有螺旋卷曲(CC)结构域的NBS-LRR类抗病基因，即CC-NBS-LRR类抗病基因。但是针对Pm21和PmV基因的研究，研究者主要集中在各种激酶和转录因子，而对CC-NBS-LRR类抗病基因的研究很少。本专利技术采用麦类作物-二穗短柄草比较基因组学，直接克隆簇毛麦RGA，综合运用遗传作图、物理作图、突变体研究、病毒诱导的基因沉默分析和瞬间表达分析等技术手段，证实所获得的候选基因DvRGA-1能够显著提高小麦对白粉病的抗性。进而从携带PmV基因的另一来源(前苏联)的簇毛麦中克隆了与DvRGA-1高度同源的DvRGA-2基因，并证实了DvRGA-2也能够提高小麦对白粉菌的抗性。综上所述，本专利技术首次公布了簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-1和DvRGA-2的克隆，并在此基础上提出国家专利技术专利的申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开两个不同来源的簇毛麦的抗白粉病基因DvRGA-1和DvRGA-2的基因序列。DvRGA-1基因的基因组DNA序列为SEQIDNO.1，对应的cDNA序列为SEQIDNO.2，编码的氨基酸序列为SEQIDNO.3。DvRGA-2基因的基因组DNA序列为SEQIDNO.4，对应的cDNA序列为SEQIDNO.5，编码的氨基酸序列为SEQIDNO.6。功能分析表明，DvRGA-1基因和DvRGA-2基因都能够显著提高小麦对白粉病的抗性。簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-1，基因组DNA序列为SEQIDNO.1，cDNA序列为SEQIDNO.2，编码的蛋白质序列为SEQIDNO.3。簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-2，基因组DNA序列为SEQIDNO.4，cDNA序列为SEQIDNO.5，编码的蛋白质序列为SEQIDNO.6。所述簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-1可应用于遗传改良小麦品种提高其白粉病抗性。所述簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-2可应用于遗传改良小麦品种提高其白粉病抗性。DvRGA-1和DvRGA-2基因是来源于不同簇毛麦的基因，两者序列高度相似，但也存在一定差异，两者属于同源基因，这表明，在DvRGA-1同源基因中，部分DNA序列的改变并不会影响其抗白粉病作用。在自然群体中，绝大多数不同来源的簇毛麦都具有良好的白粉病抗性，因此，易推测来自这些抗病簇毛麦的DvRGA-1和DvRGA-2基因的同源基因、以及经部分DNA序列取代的DvRGA-1和DvRGA-2基因也具有白粉病抗性，它们在小麦抗白粉病育种中也具有应用价值。本专利技术的有益效果：本专利技术公布的簇毛麦的抗白粉病基因DvRGA-1和DvRGA-2均为首次报道，DvRGA-1和DvRGA-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.簇毛麦抗白粉病基因DvRGA‑1，其特征在于：基因组DNA序列为SEQ ID NO.1，cDNA序列为SEQ ID NO.2，编码的蛋白质序列为SEQ ID NO.3。
【技术特征摘要】
1.簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-1，其特征在于：基因组DNA序列为SEQIDNO.1，cDNA序列为SEQIDNO.2，编码的蛋白质序列为SEQIDNO.3。2.簇毛麦抗白粉病基因DvRGA-2，其特征在于：基因组DNA序列为SEQIDNO.4，cDN...
【专利技术属性】
技术研发人员：何华纲，朱姗颖，纪耀勇，蒋正宁，赵仁慧，别同德，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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