小麦抗病蛋白TaLM3D及其相关生物材料与应用制造技术

本发明专利技术本发明专利技术涉及生物技术领域，公开了小麦抗病蛋白TaLM3D及其相关生物材料与应用。本发明专利技术提供了TaLM3D蛋白或能够调控TaLM3D蛋白编码基因表达的物质或能够调控TaLM3D蛋白含量和/活性的物质在如下任一中的应用：调控植物抗病性；制备提高植物抗病性的产品；培育抗病植物；制备植物抗病产品；植物育种。TaLM3D基因沉默可以降低小麦CI12633对纹枯病菌和茎基腐病的防御能力，TaLM3D是小麦抗纹枯病和茎基腐病反应所必需的基因。本发明专利技术所提供的TaLM3D基因为植物抗病相关基因，本发明专利技术对于培育新的植物抗病品种具有重要意义。植物抗病品种具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
小麦抗病蛋白TaLM3D及其相关生物材料与应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及小麦抗病蛋白TaLM3D及其相关生物材料与应用。

技术介绍

[0002]小麦是世界上最重要的粮食作物之一。随着气候变暖、施肥原因和耕作制度改变，小麦茎基腐病、纹枯病等土传真菌病害，发展为小麦生产的主要茎部病害，严重影响小麦产量和籽粒品质，已成为小麦生产中亟待解决的重要问题之一。小麦茎基腐病(wheat Fusarium crown rot)，主要由假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)感染引起。可造成小麦严重减产，损失可高达35％～75％，而且病原菌产生DON等真菌毒素残留在小麦籽粒中，严重影响小麦的食用和饲用价值。小麦纹枯病，也称为小麦尖眼斑病(wheat sharp eyespot)。主要由腐生营养型病原真菌禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)感染引起。一般纹枯病发生可使小麦减产10％～30％，严重发生地块则使小麦减产50％以上。因此，选育和推广抗病小麦新品种，是防治上述土传真菌病害流行的最经济、生态安全和有效的途径，对于保障小麦稳产、高产非常重要。然而，由于缺乏易于利用的高抗上述土传真菌病的小麦种质资源，田间鉴定困难，使得常规育种方法培育小麦抗病品种的育种进展缓慢。分子生物学技术和基因工程的发展与应用，特别是抗病重要基因的分离克隆及功能研究的进步，为培育抗茎基腐病、纹枯病的小麦新品种提供了一条新途径。

技术实现思路

[0003]为了提高植物的抗病性(如植物对茎基腐病和纹枯病的抗性)，本专利技术提供了小麦抗病蛋白TaLM3D及其相关生物材料与应用。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0005]第一方面，本专利技术要求保护一种抗纹枯病菌和茎基腐病的蛋白质，所述蛋白质为如下任意一种：
[0006]A1)氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质；
[0007]A2)将A1)所限定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/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且来源于小麦的与植物抗病性相关的蛋白质；
[0008]A3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接标签得到的融合蛋白质。
[0009]上述蛋白质可人工合成；也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0010]上述蛋白质中，所述标签(tag)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。
[0011]上述蛋白质中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级
BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gap existence cost，Per residue gap cost和Lambda ratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)，检索一对氨基酸序列的同一性，进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。
[0012]上述蛋白质中，所述90％以上的同一性可为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。
[0013]第二方面，本专利技术要求保护与上述蛋白质相关的生物材料，所述生物材料为如下任一种：
[0014]B1)编码权利要求1所述蛋白的核酸分子；
[0015]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0016]B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；
[0017]B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；
[0018]B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
[0019]B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；
[0020]B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；
[0021]B8)降低权利要求1所述蛋白的编码基因表达量的核酸分子；
[0022]B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。
[0023]其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0024]上述生物材料中，B1)所述核酸分子可为如下b1)或b2)：
[0025]b1)编码链的编码序列是SEQ ID No.1的第1
‑
1257位核苷酸的cDNA分子或DNA分子；
[0026]b2)编码链的核苷酸是SEQ ID No.2的cDNA分子或DNA分子。
[0027]下文中，所述蛋白质编码基因也均可为此处b1)或b2)。
[0028]其中，SEQ ID No.1由1475个核苷酸组成，其ORF序列是SEQ ID No.1的第1
‑
1257位，编码SEQ ID No.2所示的蛋白质。
[0029]上述生物材料中，B2)所述的表达盒，是指能够在宿主细胞中表达前文第一方面中所述蛋白质的DNA，该DNA不但可包括启动目的基因转录的启动子，还可包括终止目的基因转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，以及诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S；来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶启动子("LAP",Chao等人(1999)Plant Physiology 120:979
‑
992)；来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1启动子(PR1，由水杨酸和BTH(苯并噻二唑
‑7‑
硫代羟酸S
‑
甲酯)诱导)；西红柿蛋白酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸甲酯诱导)；热休克启动子(美国专利5187267)；四环素诱导型启动子(美国专利5057422)；种子特
异性启动子，如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B，中国专利200710099169.7)，种子贮存蛋白质特异的启动子，例如，菜豆球蛋白、napin,oleosin和大豆beta conglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBO J.4:3047
‑
3053))。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗纹枯病菌和茎基腐病的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质为如下任意一种：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质；A2)将A1)所限定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/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且来源于小麦的与植物抗病性相关的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N末端或/和C末端连接标签得到的融合蛋白质。2.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料，其特征在于，所述生物材料为如下任一种：B1)编码权利要求1所述蛋白的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；B8)降低权利要求1所述蛋白的编码基因表达量的核酸分子；B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于，B1)所述核酸分子为如下任意一种：b1)编码链的编码序列是SEQ ID No.1的第1
‑
1257位核苷酸的cDNA分子或DNA分子；b2)编码链的核苷酸是SEQ ID No.1的cDNA分子或DNA分子。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张增艳，熊峰，祝秀亮，齐海军，刘志祥，郭飞龙，魏学宁，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：