[發明專利]植物抗黃矮病關鍵蛋白TiRB及其編碼基因和應用

無效

• 申請號: 201210358636.4
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102863523A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 張增艷;汪信東;徐惠君;杜麗璞;辛志勇
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種植物抗黃矮病關鍵蛋白TiRB及其編碼基因和應用。

背景技術

小麥黃矮病是由大麥黃矮病毒（barley?yellow?dwarf?virus，BYDV）引起的小麥重要病害，小麥一旦感染即無藥可治,造成小麥減產和品質下降，因此黃矮病也稱為“小麥黃色瘟疫”及“小麥癌癥”。黃矮病在世界各麥區均有發生。因小麥黃矮病危害，1978年美國小麥減產60%～80%，1988年德國冬小麥減產40%，每年澳大利亞因黃矮病損失約3000萬美元。新西蘭、阿根廷、土耳其、突尼斯、匈牙利等40多個國家均有黃矮病的發生。我國的西北、華北部分地區和東北曾于1966年、1970年、1973年、1978年、1980年、1987年、1999年大面積發生黃矮病，僅1999年陜西、山西等麥區就因黃矮病造成小麥減產20%～30%，個別嚴重麥區減產超過50%，小麥產量損失達數億公斤。近年來，由于暖冬等氣候變化，傳播大麥黃矮病毒的麥蚜在我國日益嚴重，小麥黃矮病已遍及陜西、山西、甘肅、四川、寧夏、內蒙古、河北和江蘇等多個小麥產區。因此，黃矮病的防治對于保證小麥高產穩產和農業持續發展非常重要，選育抗黃矮病小麥新品種，是防治該病害最經濟有效的途徑。

大麥黃矮病毒由蚜蟲介導和傳播。根據病毒血清型及其介體蚜蟲的種類，大麥黃矮病毒被分為BYDV-PAV株系、BYDV-MAV株系、BYDV-GAV株系、BYDV-GPA株系、CYDV-RPV株系、SGV株系和RMV株系。BYDV-GAV株系為我國主流株系。

優良可利用的抗病基因是抗病育種的前提。迄今為止，小麥初級基因庫中尚未發現真正有效的抗性基因。中間偃麥草（小麥近緣植物）高抗或免疫大麥黃矮病毒的多個株系，已作為抗源得到了應用和深入研究。中間偃麥草7Ai#1染色體長臂上攜帶1個抗黃矮病基因Bdv2。國內外科學家利用中國春ph突變體誘導部分同源染色體配對和組織培養兩條途徑，將攜帶抗黃矮病基因Bdv2的7Ai#1染色體長臂端部片段易位到小麥染色體7D長臂端部，成功地選育、鑒定出一批抗黃矮病的小麥-中間偃麥草T7D·7Ai#1L易位系，包括YW642(H960642)、YW443、YW243以及TC5-TC10、TC14等（Banks,P.,Larkin,P.,Bariana,H.,Lagudah,E.,Appels,R.,Waterhouse,P.,Brettell,R.,Chen,X.,Xu,H.,Xin,Z.,Qian,Y.,Zhou,M.,Cheng,Z.,and?Zhou,G.The?use?of?cell?culture?for?sub-chromosomal?introgressions?of?barley?yellow?dwarf?virus?resistance?from?Thinopyrum?intermedium?to?wheat.Genome.1995，38:395-405；張增艷,馬有志,辛志勇等，1998，應用基因組原位雜交技術鑒定抗黃矮病小麥新種質,中國農業科學,31(3)：1-4;張增艷,辛志勇,馬有志等,Mapping?of?a?BYDV?resistance?gene?from?Thintermedium?intermedium?in?wheat?background?by?molecular?markers,Science?in?China(Series?C),1999,42(6):663-668；張增艷、辛志勇、陳孝等，抗黃矮病小麥新品系YW443的分子細胞遺傳學鑒定，遺傳學報,2000,27(7):614～620；謝皓，陳孝，張增艷，辛志勇，林志珊，杜麗璞，馬有志，徐惠君，抗黃矮病小麥新品系YW243的選育和細胞分子生物學鑒定，作物學報，2000，26（6）：687-691；Xin,Z.,Zhang,Z.,Chen,X.,Lin,Z.,Ma,Y.,Xu,H.,Banks,P.,and?Larkin,P.Development?and?characterization?of?common?wheat-Thinopyrum?ntermedium?translocation?lines?with?resistance?to?barley?yellow?dwarf?virus.Euphytica.2001，119:161–165），發現攜帶抗黃矮病基因Bdv2的中間偃麥草染色體7Ai#1長臂（7Ai#1L）端部小片段易位到小麥染色體7D長臂端部（張增艷,辛志勇,馬有志等,Mapping?of?a?BYDV?resistance?gene?from?Thintermedium?intermedium?in?wheat?background?by?molecular?markers,Science?in?China(Series?C),1999,42(6):663-68；Banks,P.,Larkin,P.,Bariana,H.,Lagudah,E.,Appels,R.,Waterhouse,P.,Brettell,R.,Chen,X.,Xu,H.,Xin,Z.,Qian,Y.,Zhou,M.,Cheng,Z.,and?Zhou,G.The?use?of?cell?culture?for?sub-chromosomal?introgressions?of?barley?yellow?dwarf?virus?resistance?from?Thinopyrum?intermedium?to?wheat.Genome.1995，38:395-405）。研究發現，攜帶抗黃矮病基因Bdv2的小麥-中間偃麥草易位系YW642、YW443、YW243、TC14等高抗大麥黃矮病毒，理論上說，這些易位系應該可以做為抗黃矮病小麥育種中易于利用的抗性種質。然而，這些易位系并沒有成功地育成多少抗黃矮病小麥新品種，可能與攜帶抗黃矮病基因Bdv2的染色體7Ai-#1L片段存在著不利的連鎖累贅有關。因此，迫切需要從抗黃矮病的小麥-中間偃麥草易位系YW642等材料中分離克隆出7Ai-1L上抗黃矮病的重要基因，研究其抗性作用分子機制，并應用于基因工程育種，以高效地培育抗黃矮病、高產、優質的小麥新品種。