TaDSK2a蛋白在调控小麦抗条锈病中的应用制造技术

本发明专利技术公开了TaDSK2a蛋白在调控小麦抗条锈病中的应用。本发明专利技术提供了TaDSK2a蛋白或其相关生物材料在调控植物对条锈病抗性中的应用；所述相关生物材料为能够表达所述TaDSK2a蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。TaDSK2a基因能够调控小麦对条锈病抗性。本发明专利技术对于培育条锈病高抗小麦品种具有重要意义。

Application of tadsk2a protein in controlling wheat resistance to Stripe Rust

【技术实现步骤摘要】
TaDSK2a蛋白在调控小麦抗条锈病中的应用
本专利技术涉及生物
，具体涉及TaDSK2a蛋白在调控小麦抗条锈病中的应用。
技术介绍
小麦条锈病是由小麦条锈菌侵染引起的一种世界性真菌病害。小麦条锈菌属于柄锈菌属的条形柄锈菌小麦专化型(Pucciniastriiformisf.sp.tritici)，是一种活体寄生真菌。条锈病是危害中国及世界小麦生产的严重病害。尽管化学药剂可以有效控制小麦病害造成的经济损失，但出于对环境安全和人类健康的考虑，培育并推广抗病品种依然被认为是最根本、最经济和最安全的途径(LineandChen,1995；Xuetal.,2013)。抗病基因的克隆与功能研究对于小麦抗病分子机制的研究和进行分子抗病育种具有十分重要的意义。UBL(Ubiquitin-like)-UBA(Ubiquitin-associated)类型的蛋白作为一类泛素受体蛋白，结合被多聚化泛素链标记的蛋白并传递至蛋白酶体降解途径(SuandLau,2009)。UBL-UBA类蛋白包括Rad23、Dsk2、Ddi和NUB1等类别，在蛋白的N段为UBL结构域，在蛋白的C段包含UBA结构域。DMOINANTSUPPRESSOROFKAR2(DKS2)在哺乳动物、酵母和植物中都广泛存在，除了包含UBA和UBL结构域外，在DSK蛋白中部还包含有数个STI1(heatshockshaperon-binding)结构域，在生物体中能够同时参与蛋白酶体介导的蛋白降解和细胞自噬通路。在拟南芥中，存在有两个DSK2同源基因(DSK2a，DSK2b)，其UBL结构域可以和26S蛋白酶体相互作用，而UBA结构域可以结合泛素链蛋白的的K48和K63残基，从而参与泛素/26S蛋白酶体降解通路(Fatimababyetal.,2010；Linetal.,2011)。相比于人类，酵母和拟南芥，小麦中关于DSK2蛋白的报道还十分罕见，Kovalchuk等人(Kovalchuketal.,2009)利用酵母双杂交筛选TaPR60的互作蛋白，发现TaUbiL可以和TaPR60的信号肽相互作用，Bhowmik等人(Bhowmiketal.,2018)利用CRISPR-Cas9系统创制了TaUbiL的突变体，但都没有对TaUbiL的功能及其调控方式进行进一步的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TaDSK2a蛋白在调控小麦抗条锈病中的应用。第一方面，本专利技术要求保护TaDSK2a蛋白或其相关生物材料在调控植物对条锈病抗性中的应用。所述相关生物材料为能够表达所述TaDSK2a蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白。所述TaDSK2a-1A蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.1的蛋白质；(A2)将SEQIDNo.1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。所述TaDSK2a-1B蛋白为如下任一所示蛋白质：(B1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；(B2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(B3)与(B1)-(B2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。所述TaDSK2a-1D蛋白为如下任一所示蛋白质：(D1)氨基酸序列为SEQIDNo.3的蛋白质；(D2)将SEQIDNo.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(D3)与(D1)-(D2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(D4)在(D1)-(D3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。在所述应用中，所述TaDSK2a蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量降低，植物对条锈病抗性降低；所述TaDSK2a蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量提高，植物对条锈病抗性提高。上述蛋白质中，所述标签是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。第二方面，本专利技术要求保护一种培育对条锈病抗性提高的植物品种的方法。本专利技术要求保护的培育对条锈病抗性提高的植物品种的方法，可包括使受体植物中TaDSK2a蛋白的表达量和/或活性提高的步骤。所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白。所述TaDSK2a-1A蛋白为前文(A1)-(A4)中任一所述的蛋白质。所述TaDSK2a-1B蛋白为前文(B1)-(B4)中任一所述的蛋白质。所述TaDSK2a-1D蛋白为前文(D1)-(D4)中任一所述的蛋白质。所述方法中，一般情况下，只要在受体植物中提高其中一个TaDSK2a蛋白(即TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白或TaDSK2a-1D蛋白)的表达量和/或活性，就会有对条锈病抗性提高的表型。第三方面，本专利技术要求保护一种培育对条锈病抗性降低的植物品种的方法。本专利技术要求保护的培育对条锈病抗性降低的植物品种的方法，可包括使受体植物中TaDSK2a蛋白的表达量和/或活性降低的步骤。所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白。所述TaDSK2a-1A蛋白为前文(A1)-(A4)中任一所述的蛋白质。所述TaDSK2a-1B蛋白为前文(B1)-(B4)中任一所述的蛋白质。所述TaDSK2a-1D蛋白为前文(D1)-(D4)中任一所述的蛋白质。所述方法中，一般情况下，需要在受体植物中同时降低三个TaDSK2a蛋白(即TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和TaDSK2a-1D蛋白)的表达量和/或活性，就会有对条锈病抗性降低的表型。第四方面，本专利技术要求保护一种培育对条锈病抗性提高的转基因植物的方法。本专利技术要求保护的培育对条锈病抗性提高的转基因植物的方法，可包括如下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.TaDSK2a蛋白或其相关生物材料在调控植物对条锈病抗性中的应用；/n所述相关生物材料为能够表达所述TaDSK2a蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；/n所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白；/n所述TaDSK2a-1A蛋白为如下任一所示蛋白质：/n(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；/n(A2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；/n(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；/n(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；/n所述TaDSK2a-1B蛋白为如下任一所示蛋白质：/n(B1)氨基酸序列为SEQ ID No.2的蛋白质；/n(B2)将SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；/n(B3)与(B1)-(B2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；/n(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；/n所述TaDSK2a-1D蛋白为如下任一所示蛋白质：/n(D1)氨基酸序列为SEQ ID No.3的蛋白质；/n(D2)将SEQ ID No.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；/n(D3)与(D1)-(D2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；/n(D4)在(D1)-(D3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。/n...

【技术特征摘要】
1.TaDSK2a蛋白或其相关生物材料在调控植物对条锈病抗性中的应用；
所述相关生物材料为能够表达所述TaDSK2a蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；
所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白；
所述TaDSK2a-1A蛋白为如下任一所示蛋白质：
(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.1的蛋白质；
(A2)将SEQIDNo.1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；
所述TaDSK2a-1B蛋白为如下任一所示蛋白质：
(B1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；
(B2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(B3)与(B1)-(B2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；
所述TaDSK2a-1D蛋白为如下任一所示蛋白质：
(D1)氨基酸序列为SEQIDNo.3的蛋白质；
(D2)将SEQIDNo.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(D3)与(D1)-(D2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(D4)在(D1)-(D3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述TaDSK2a蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量降低，植物对条锈病抗性降低；所述TaDSK2a蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量提高，植物对条锈病抗性提高。


3.一种培育对条锈病抗性提高的植物品种的方法，包括使受体植物中TaDSK2a蛋白的表达量和/或活性提高的步骤；
所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白；
所述TaDSK2a-1A蛋白为如下任一所示蛋白质：
(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.1的蛋白质；
(A2)将SEQIDNo.1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；
所述TaDSK2a-1B蛋白为如下任一所示蛋白质：
(B1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；
(B2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(B3)与(B1)-(B2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；
所述TaDSK2a-1D蛋白为如下任一所示蛋白质：
(D1)氨基酸序列为SEQIDNo.3的蛋白质；
(D2)将SEQIDNo.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(D3)与(D1)-(D2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(D4)在(D1)-(D3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。


4.一种培育对条锈病抗性降低的植物品种的方法，包括使受体植物中TaDSK2a蛋白的表达量和/或活性降低的步骤；
所述TaDSK2a蛋白为TaDSK2a-1A蛋白、TaDSK2a-1B蛋白和/或TaDSK2a-1D蛋白；
所述TaDSK2a-1A蛋白为如下任一所示蛋白质：
(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.1的蛋白质；
(A2)将SEQIDNo.1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；
所述TaDSK2a-1B蛋白为如下任一所示蛋白质：
(B1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；
(B2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(B3)与(B1)-(B2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；
所述TaDSK2a-1D蛋白为如下任一所示蛋白质：
(D1)氨基酸序列为SEQIDNo.3的蛋白质；
(D2)将SEQIDNo.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
(D3)与(D1)-(D2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；
(D4)在(D1)-(D3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。


5.一种培育对条锈病抗性提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导入能够表达TaDSK2a蛋白的核酸分子，得到转基因植物；所述转基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张相岐，席海秀，范仁春，刘亚培，沈前华，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11