[發(fā)明專利]一種小麥抗條銹病相關(guān)的乙酰輔酶A合成酶基因

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910023868.2
• 申請日: 2009-09-14
• 公開（公告）號: CN101643738A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宏;吉萬全;胡銀崗;任志龍;劉新倫;田增榮;蔡東明
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: C12N15/52
• 分類號: C12N15/52
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小麥抗條銹病相關(guān)的乙酰輔酶A合成酶基因。

背景技術(shù)

小麥條銹病是小麥生產(chǎn)的主要病害之一，嚴重影響小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；盡管在預(yù)測預(yù)報基礎(chǔ)上適時的化學(xué)防治可以有效控制條銹病的危害，但是化學(xué)防治帶來的環(huán)境污染和生態(tài)破壞已引起廣泛關(guān)注。多年來的實踐證明利用抗銹小麥品種是控制小麥條銹病，提高小麥產(chǎn)量最經(jīng)濟有效的方法。但是，小麥條銹病菌種變異快，抗病品種常因病菌的適應(yīng)而喪失抗性，因而獲得可靠、長效的小麥條銹病抗性是小麥育種和病理研究的核心。

隨著分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，從分子水平上了解作物抗病的分子機制，尋找新的抗病基因，構(gòu)建新的作物抗病策略已成為作物抗病性研究的重要內(nèi)容。在小麥抗銹病方面，近年來在新的抗病基因資源的發(fā)現(xiàn)、鑒定抗性基因的遺傳分析及分子標(biāo)記定位等方面開展了大量工作。如許多小麥的抗條銹病基因被成功標(biāo)記，并已用于小麥抗條銹病品種的標(biāo)記輔助選育，這些研究為揭示小麥抗條銹病的分子基礎(chǔ)，利用遺傳工程手段改良小麥的抗條銹性，建立一種新型的長期、有效、經(jīng)濟和安全的小麥條銹病控制策略和技術(shù)體系奠定了良好的基礎(chǔ)。

然而，小麥抗條銹病分子基礎(chǔ)研究仍然比較薄弱，至今抗病基因已得到克隆只有Yr10和Yr36(NCBI；Fu等，2009，Science)。因此，小麥抗條銹病分子抗病機制和基因表達的研究仍應(yīng)加強。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題在于提供一種小麥抗條銹病相關(guān)的乙酰輔酶A合成酶基因。

所述的小麥抗條銹病相關(guān)的乙酰輔酶A合成酶基因，該基因的cDNA序列全長為1619bp，其核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示，其中，1～136bp為5’非翻譯區(qū)，137～1432bp編碼431個氨基酸，1433～1619bp為3’非翻譯區(qū)。

所述的137～1432bp編碼的氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。

本發(fā)明公開的乙酰輔酶A合成酶基因是篩選自小麥抗條銹病種質(zhì)陜麥139受條銹菌條中32誘導(dǎo)的cDNA文庫；對cDNA文庫中所獲ESTs標(biāo)簽進行了大量的隨機測序，篩選獲得了小麥抗條銹病乙酰輔酶A合成酶基因同源基因S239的部分序列，進而利用RT-PCR和電子克隆技術(shù)相結(jié)合，獲得該基因的cDNA序列。

本發(fā)明中對乙酰輔酶A合成酶基因的RT-PCR表達模式分析表明，該基因在正常情況下幾乎不表達，在條中32脅迫后24h即可誘導(dǎo)表達，72h表達量達到最大，隨后第4天表達急劇下降，7-13天再次上升至一定水平。

本發(fā)明提供的乙酰輔酶A合成酶基因與小麥抗條銹病密切相關(guān)，乙酰輔酶A合成酶基因?qū)τ谛←溈箺l銹必不可少；鑒于乙酰輔酶A合成酶基因是調(diào)節(jié)生物體基因表達的關(guān)鍵基因，其決定了基因翻譯的起始密碼子的識別，因此，乙酰輔酶A合成酶基因是作為抗病性相關(guān)的必要的控制類基因，是小麥抗條銹病的保守的因素。

本發(fā)明從抗條銹優(yōu)質(zhì)種質(zhì)陜麥139克隆到的小麥乙酰輔酶A合成酶基因為改良禾本科作物的抗條銹性提供了更好的選擇，便于應(yīng)用到植物抗條銹性的改良，有效地提高植物的抗病性。

附圖說明

圖1是擬南芥、水稻和小麥乙酰輔酶A合成酶基因氨基酸序列的進化樹圖；其中，進化樹的排列由上到下依次為：小麥、水稻、棉花、擬南芥和大麥；

圖2是擬南芥、水稻和小麥乙酰輔酶A合成酶基因氨基酸序列的多重比較圖；

圖3是抗條銹相關(guān)調(diào)控基因乙酰輔酶A合成酶基因在條中32侵染后不同時期表達模式的RT-PCR分析圖；

圖4是利用大麥條斑病毒載體誘導(dǎo)抗條銹病小麥種質(zhì)陜麥139乙酰輔酶A合成酶基因沉默后，RT-PCR檢測基因表達結(jié)果圖。

具體實施方式

本發(fā)明通過對抗條銹病優(yōu)質(zhì)種質(zhì)陜麥139在生物脅迫條件下相關(guān)基因進行ESTs篩選，以獲得抗條銹病病程相關(guān)的基因。因為當(dāng)受到生物脅迫時，與抗條銹病相關(guān)的基因的表達與脅迫前會存在較大的差異，主要表現(xiàn)在作物感應(yīng)外界環(huán)境變化并且產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)以適應(yīng)生存條件的變化，然而生物體的任何變化是在基因表達的基礎(chǔ)上完成的。因此，利用抑制減法雜交(SSH)技術(shù)消減未脅迫狀態(tài)基因表達背景，從而可以篩選、克隆參與脅迫后病程相關(guān)的基因。本發(fā)明所選用的陜麥139(任志龍、吉萬全、張宏，2007年5期，中國種業(yè))為小麥抗條銹病種質(zhì)，對目前流行的最新強毒性條銹病生理小種條中32具有免疫抗性。

下面對本發(fā)明做詳細的說明：

1、小麥抗條銹相關(guān)的乙酰輔酶A合成酶基因的克隆

a、小麥條銹菌脅迫cDNA文庫的構(gòu)建