小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种小麦抗条锈病基因及其应用，属于分子遗传学技术领域。本发明专利技术分离得到了新的小麦抗条锈病基因YrChr1B，该基因能够有效的调控小麦抗条锈病的能力，丰富了抗条锈病基因资源。本发明专利技术发现该基因与小麦抗条锈病表型完全连锁，且该基因的突变会导致小麦对条锈病的抗性丧失，说明该基因能够提供抗条锈病的功能。病的功能。病的功能。

【技术实现步骤摘要】
小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用


[0001]本专利技术涉及分子遗传学
，具体涉及一种小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用。

技术介绍

[0002]小麦条锈病(Wheat Stripe Rust,or Yellow Rust)是由小麦条形柄锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici.,Pst)引起的一种小麦生长过程中最为常见的病害，其爆发性强、流行频率高、流行范围广且危害程度大，病害流行严重发生时可导致小麦减产30％以上(董淑静等，2009)。
[0003]培育抗病品种来防治小麦条锈病具有低成本、高效率、安全可靠和绿色环保的优点。由于小麦条锈菌存在有性生殖过程，其变异速度较快，新的致病小种发生频繁，可导致小麦品种在种植3
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5年后丧失条锈病抗性(陈万权等，2013)。生产上急需要抗病性持久、抗性水平较高的小麦品种。培育具有多个抗病基因聚合的持久抗病品种成为抗病育种的主要方向。另外，小麦育种上普遍存在遗传背景狭窄的弊端，抗病资源日渐匮乏。由于小麦基因组巨大并复杂等因素，已知序列的抗条锈病基因的数量非常有限，目前只有Yr5、Yr7、Yr15、Yr18、Yr28、Yr36等抗条锈病基因被成功克隆(Marchal et al.，2018；Klymiuk et al.，2018；Krattinger et al.，2009；Zhang et al.,2019；Fu et al.，2009)，分离新的抗性基因是亟待解决的问题。
[0004]土耳其小麦材料PI 178383携带全生育期抗条锈病基因，并被应用到生产品种Moro、Crest等(Line et al.,1992)。在我国大部分地区，该抗源对大多数当地流行的条锈菌生理小种还具有抗性，因此在抗病育种中仍具有重要利用价值。该基因被定位于小麦1B染色体短臂的末端，与分子标记Xsdau79紧密连锁(Yuan et al.，2018)。但是该抗病基因的序列以及编码蛋白信息尚未明确，限制了其在生产上的有效利用。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种小麦抗条锈病基因及其应用。该基因可以提供条锈病抗性，在小麦抗条锈病品种的培育中具有重要的应用价值。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一个新的小麦抗条锈病基因，将其命名为基因YrChr1B，所述基因YrChr1B为：
[0008]i)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；或
[0009]ii)SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列；或
[0010]iii)与i)或ii)的核苷酸序列具有90％或90％以上同一性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或
[0011]iv)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核苷酸序列。
[0012]其中，YrChr1B基因全长cDNA序列如SEQ ID NO.1所示；YrChr1B基因组全长表达框
架，包括启动子、基因组编码区和终止子，其核甘酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0013]这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。同一性可以用计算机软件进行评价，例如可采用BLAST算法测定(Altschul et al.1990.Journal of Molecular Biology 215:403
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410；Karlin and Altschul.1993.Proceedings of the National Academy of Sciences 90:5873
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5877)。
[0014]本专利技术的第二方面，提供一种由上述抗条锈基因YrChr1B编码的蛋白，所述蛋白为如下(A1)
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(A3)任一所示的蛋白质：
[0015](A1)由序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0016](A2)将序列表中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，且与抗条锈病相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质；
[0017](A3)在(A1)或(A2)中所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。
[0018]其中，(A2)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0019]为了使(A1)或(A2)中的蛋白质便于纯化，可在(A1)或(A2)的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上标签。所述标签可以为Poly
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Arg(通常为6个RRRRR)，Poly
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His(通常为6个HHHHHH)，FLAG(DYKDDDDK)，Strep
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tag II(WSHPQFEK)或c
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myc(EQKLISEEDL)。
[0020]本专利技术的第三方面，提供含有上述小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌。
[0021]所述重组表达载体可用现有的植物表达载体构建。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pGreen0029、pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301
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UbiN或其它衍生植物表达载体。使用所述基因构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，例如花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子、泛素基因Ubiquitin启动子(pUbi)、胁迫诱导型启动子rd29A等，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本专利技术的基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子。
[0022]本专利技术的第四方面，提供上述小麦抗条锈病基因YrChr1B、抗条锈病基因YrChr1B编码的蛋白、含有小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌或基因工程植物在如下(1)
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(3)任一项中的应用：
[0023](1)植物育种和/或制种；
[0024](2)调控植物条锈病抗性；
[0025](3)植物条锈病防治。
[0026]上述应用中，所述植物既可为单子叶植物，也可为双子叶植物。其中，所述单子叶植物可以为禾本科植物，具体如大麦、小麦。
[0027]本专利技术的第五方面，提供一种抗条锈病小麦或大麦的培育方法，所述培育方法包括：将SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因转入小麦或大麦中，获得抗条锈病小麦或大麦；
[0028]或者上调小麦或大麦基因组中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因
的表达，筛选得到条锈病抗性提高的小麦或大麦植株。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.小麦抗条锈病基因YrChr1B，其特征在于，所述基因YrChr1B为：i)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；或ii)SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列；或iii)与i)或ii)的核苷酸序列具有90％或90％以上同一性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或iv)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核苷酸序列。2.由权利要求1所述的抗条锈基因YrChr1B编码的蛋白，其特征在于，所述蛋白为如下(A1)
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(A3)任一所示的蛋白质：(A1)由序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(A2)将序列表中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，且与抗条锈病相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质；(A3)在(A1)或(A2)中所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。3.含有权利要求1所述小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌或基因工程植物。4.权利要求1所述的小麦抗条锈病基因YrChr1B、权利要求2所述的抗条锈病基因YrChr1B编码的蛋白或权利要求3所述的含有小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌或基因工程植物在如下(1)
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(3)任一项中的应用：(1)植物育种和/或制种；(2)调控植物条锈病抗性；(3)植物条锈病防治。5.一种抗条锈病小麦或大麦的培育方法，其特征在于，所述培育方法包括：将SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因转入小麦或大麦中，获得抗条锈病小麦或大麦；或者上调小麦或大麦基因组中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因的表达，筛选得到条...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳洁，倪飞，郑燕燕，吕波，付道林，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：