[發(fā)明專利]一種獲得抗白粉病小麥的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410520075.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN104789588B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高彩霞;王延鵬;邱金龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C12N15/82
• 分類號(hào): C12N15/82;C12N15/62;C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種獲得抗白粉病小麥的方法。

背景技術(shù)

小麥?zhǔn)且环N在世界各地廣泛種植的禾本科植物，起源于中東新月沃土(Levant)地區(qū)，是世界上最早栽培的農(nóng)作物之一。小麥?zhǔn)且环N溫帶長(zhǎng)日照植物，適應(yīng)范圍較廣，自北緯17°-50°，從平原到海拔約4000m的高原(如中國(guó)西藏)均有種植。2010年，小麥?zhǔn)鞘澜缟峡偖a(chǎn)量位居第二的糧食作物(6.51億噸)，僅次于玉米(8.44億噸)。全世界有43個(gè)國(guó)家，有35％-40％的人口以小麥為主要糧食。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織2004年統(tǒng)計(jì)，全世界小麥?zhǔn)斋@面積32.36億畝，單產(chǎn)193.8千克/畝，總產(chǎn)6.27億噸。

小麥的穎果是人類的主食之一，磨成面粉后可制作面包、饅頭、餅干、面條等食物，發(fā)酵后可制成啤酒、酒精、伏特加或生質(zhì)燃料。小麥富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、鈣、鐵、硫胺素、核黃素、煙酸、維生素A及維生素C等。

小麥白粉病是一種世界性病害，在各主要產(chǎn)麥國(guó)均有分布，我國(guó)山東沿海、四川、貴州、云南發(fā)生普遍，危害嚴(yán)重。近年來(lái)該病在東北、華北、西北麥區(qū)，亦有日趨嚴(yán)重之勢(shì)。該病可侵害小麥植株地上部各器官，但以葉片和葉鞘為主，發(fā)病重時(shí)穎殼和芒也受害。近年來(lái)，由于品種、栽培制度、肥水、氣候條件的影響，白粉病大量發(fā)生，導(dǎo)致小麥葉片早枯、成穗率減少、千粒重下降，嚴(yán)重影響了小麥的品質(zhì)與產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種獲得抗白粉病小麥的方法。

本發(fā)明提供的獲得抗白粉病小麥的方法，包括如下步驟：敲除出發(fā)小麥中的MLO基因，得到抗白粉病小麥。

所述抗白粉病小麥為所述MLO基因被敲除的純合株。

所述MLO基因?yàn)門aMLO-A1基因、TaMLO-B1基因和TaMLO-D1基因；

所述TaMLO-A1基因編碼如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列4所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將序列4的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物白粉病抗性相關(guān)的由序列4衍生的蛋白質(zhì)；

所述TaMLO-B1基因編碼如下(c)或(d)：(c)由序列表中序列5所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(d)將序列5的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物白粉病抗性相關(guān)的由序列5衍生的蛋白質(zhì)；

所述TaMLO-D1基因編碼如下(e)或(f)：(e)由序列表中序列6所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(f)將序列6的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物白粉病抗性相關(guān)的由序列6衍生的蛋白質(zhì)。

所述TaMLO-1A基因?yàn)槿缦?1)或(2)或(3)的DNA分子：(1)編碼區(qū)如序列表的序列1所示的DNA分子；(2)在嚴(yán)格條件下與(1)限定的DNA序列雜交且編碼植物白粉病抗性相關(guān)蛋白的DNA分子；(3)與(1)限定的DNA序列至少具有90％以上同源性且編碼植物白粉病抗性相關(guān)蛋白的DNA分子；

所述TaMLO-B1基因?yàn)槿缦?4)或(5)或(6)的DNA分子：(4)編碼區(qū)如序列表的序列2所示的DNA分子；(5)在嚴(yán)格條件下與(4)限定的DNA序列雜交且編碼植物白粉病抗性相關(guān)蛋白的DNA分子；(6)與(4)限定的DNA序列至少具有90％以上同源性且編碼植物白粉病抗性相關(guān)蛋白的DNA分子；

所述TaMLO-D1基因?yàn)槿缦?7)或(8)或(9)的DNA分子：(7)編碼區(qū)如序列表的序列3所示的DNA分子；(8)在嚴(yán)格條件下與(7)限定的DNA序列雜交且編碼植物白粉病抗性相關(guān)蛋白的DNA分子；(9)與(7)限定的DNA序列至少具有90％以上同源性且編碼植物白粉病抗性相關(guān)蛋白的DNA分子。

所述“敲除出發(fā)小麥中的MLO基因”是通過(guò)在所述MLO基因上進(jìn)行定點(diǎn)敲除實(shí)現(xiàn)的。可分別對(duì)所述TaMLO-A1基因、所述TaMLO-B1基因和所述TaMLO-D1基因進(jìn)行定點(diǎn)敲除(即3對(duì)3的定點(diǎn)敲除)。由于所述TaMLO-A1基因、所述TaMLO-B1基因和所述TaMLO-D1基因的同源性很高，也可以選擇它們的保守區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)敲除(即1對(duì)3的定點(diǎn)敲除)。

所述定點(diǎn)敲除的靶序列可位于所述MLO基因的第二個(gè)外顯子的保守區(qū)。

對(duì)于所述TaMLO-A1基因來(lái)說(shuō)，定點(diǎn)敲除的靶序列具體如下：

TaMLO-A基因:cacgcaggacccaatctc