[發(fā)明專利]小麥條銹菌PSTG_06371基因在條銹病防治中的應(yīng)用和抗條銹菌小麥的培育方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810106885.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108220304B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳佳潔;張會(huì)飛;黃德華;劉強(qiáng);倪飛;付道林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/31
• 分類號(hào): C12N15/31;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明提供了小麥條銹菌PSTG_06371基因在小麥條銹病防治中的應(yīng)用，所述PSTG_06371基因的序列如Seq ID No.5所示；所述的PSTG_06371基因能夠有效的調(diào)控小麥條銹菌的生長(zhǎng)繁殖，將PSTG_06371基因作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子靶標(biāo)或者作為蛋白質(zhì)功能抑制的基因靶標(biāo)，通過(guò)沉默所述PSTG_06371基因達(dá)到抑制小麥條銹菌生長(zhǎng)繁殖的作用。本發(fā)明提供的利用該基因培育抗條銹菌小麥的方法所獲得的小麥具有顯著的小麥條銹菌抗性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程和作物分子育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及小麥條銹菌PSTG_06371基因在條銹病防治中的應(yīng)用和抗條銹菌小麥的培育方法。

背景技術(shù)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)第二大糧食作物，年均播種面積約為3.6億畝。小麥產(chǎn)量的穩(wěn)定與提高關(guān)系國(guó)計(jì)民生。然而多年來(lái)，真菌病害對(duì)小麥生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，如銹病、白粉病、赤霉病、紋枯病等病害的發(fā)生，嚴(yán)重影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。其中，小麥條銹病俗稱黃疸，是由專性寄生的條銹菌(Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici)引起。在我國(guó)，小麥條銹發(fā)病猖獗，常年受害面積達(dá)6,000～8,000萬(wàn)畝(農(nóng)業(yè)部文件：農(nóng)農(nóng)發(fā)2006-9)；發(fā)病嚴(yán)重年份造成大幅減產(chǎn)(20～30％)，威脅糧食安全。條銹菌存在有性生殖，毒性變異快，近年來(lái)新的優(yōu)勢(shì)小種持續(xù)出現(xiàn)，導(dǎo)致條銹病控制難度加大。小麥主要產(chǎn)區(qū)黃淮海麥區(qū)的條銹病發(fā)生面積有逐漸增加的趨勢(shì)，2017年5月統(tǒng)計(jì)河南、山東、安徽等7省市累計(jì)發(fā)生面積超過(guò)4,000萬(wàn)畝(中國(guó)農(nóng)業(yè)科技推廣，2017)。因此，有效防治條銹病對(duì)于我國(guó)糧食安全具有重要意義。

培育和種植抗病品種，是防治小麥條銹病經(jīng)濟(jì)、有效的重要措施。當(dāng)前，我國(guó)多省的小麥品種審定已把是否具有條銹病抗性列為關(guān)鍵指標(biāo)。提高抗性水平、培育持久抗性也已成為小麥新品種培育的重要目標(biāo)。抗病品種的培育主要是通過(guò)抗條銹病基因的挖掘與利用，然而由于條銹菌生理小種毒性的快速變異，抗病基因大面積利用后可能會(huì)在短期內(nèi)喪失抗病性。例如小麥育種上曾廣泛使用的碧螞一號(hào)、“洛類”、“繁6”衍生系等抗源，均已對(duì)當(dāng)前流行小種失去抗性。對(duì)我國(guó)當(dāng)前501份主栽和后備品種的檢測(cè)表明，不足30％的品種對(duì)當(dāng)前流行小種表現(xiàn)抗病，而且其抗源主要集中在Yr26/Yr24等少數(shù)基因(韓德俊等，西北-華北-長(zhǎng)江中下游條銹病流行區(qū)系當(dāng)前小麥品種(系)抗條銹病評(píng)價(jià)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(43))。因此，拓寬小麥抗條銹病的抗源，開(kāi)發(fā)新的條銹病防治策略，對(duì)于降低小麥條銹病大面積流行的風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。

小麥條銹菌由于其活體營(yíng)養(yǎng)型及專性寄生特性，遺傳轉(zhuǎn)化困難；而且小麥本身同樣難以開(kāi)展遺傳轉(zhuǎn)化，因此小麥-條銹菌互作的遺傳學(xué)研究困難很大，進(jìn)展較慢。目前在小麥條銹菌中鑒定的侵染或致病關(guān)鍵基因數(shù)量較少，而且目前尚未有基因有效應(yīng)用于小麥抗病育種。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種小麥條銹菌基因在條銹病防治中的應(yīng)用以及一種利用該基因培育抗條銹菌小麥的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：小麥條銹菌PSTG_06371基因在小麥條銹病防治中的應(yīng)用，所述小麥條銹菌PSTG_06371基因的序列如SeqIDNo.5所示。

優(yōu)選的，所述PSTG_06371基因作為轉(zhuǎn)錄抑制的分子靶標(biāo)或者作為蛋白質(zhì)功能抑制的基因靶標(biāo)，通過(guò)沉默所述PSTG_06371基因達(dá)到抑制小麥條銹菌生長(zhǎng)繁殖的目的。

優(yōu)選的，所述應(yīng)用為將攜帶所述PSTG_06371基因的沉默表達(dá)載體導(dǎo)入小麥中獲得抗條銹菌的小麥。

優(yōu)選的，所述應(yīng)用為通過(guò)噴施所述PSTG_06371基因的轉(zhuǎn)錄抑制劑至小麥葉片抑制條銹菌的生長(zhǎng)繁殖。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)錄抑制劑為能夠抑制所述PSTG_06371基因轉(zhuǎn)錄的dsRNA溶液。

優(yōu)選的，所述應(yīng)用為通過(guò)噴施所述PSTG_06371基因的編碼蛋白活性抑制劑至小麥葉片抑制條銹菌的生長(zhǎng)繁殖。