[發明專利]小麥條銹菌PSTG_11438基因在條銹病防治中的應用和抗條銹菌小麥的培育方法

有效

• 申請號: 201810108053.3
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108004251B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 吳佳潔;張會飛;黃德華;劉強;倪飛;付道林
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了小麥條銹菌PSTG_11438基因在小麥條銹病防治中的應用，所述PSTG_11438基因的序列如Seq ID No.1所示；所述的PSTG_11438基因能夠有效的調控小麥條銹菌的生長繁殖，將PSTG_11438基因作為轉錄調控的分子靶標或者作為蛋白質功能抑制的基因靶標，通過沉默所述PSTG_11438基因達到抑制小麥條銹菌生長繁殖的作用。本發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。

技術領域

本發明屬于基因工程和作物分子育種技術領域，具體涉及小麥條銹菌PSTG_11438基因在條銹病防治中的應用和抗條銹菌小麥的培育方法。

背景技術

小麥是我國第二大糧食作物，年均播種面積約為3.6億畝。小麥產量的穩定與提高關系國計民生。然而多年來，真菌病害對小麥生產構成嚴重威脅，如銹病、白粉病、赤霉病、紋枯病等病害的發生，嚴重影響小麥的產量和品質。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，小麥條銹發病猖獗，常年受害面積達6,000～8,000萬畝(農業部文件：農農發2006-9)；發病嚴重年份造成大幅減產(20～30％)，威脅糧食安全。條銹菌存在有性生殖，毒性變異快，近年來新的優勢小種持續出現，導致條銹病控制難度加大。小麥主要產區黃淮海麥區的條銹病發生面積有逐漸增加的趨勢，2017年5月統計河南、山東、安徽等7省市累計發生面積超過4,000萬畝(中國農業科技推廣，2017)。因此，有效防治條銹病對于我國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濟、有效的重要措施。當前，我國多省的小麥品種審定已把是否具有條銹病抗性列為關鍵指標。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。抗病品種的培育主要是通過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在短期內喪失抗病性。例如小麥育種上曾廣泛使用的碧螞一號、“洛類”、“繁6”衍生系等抗源，均已對當前流行小種失去抗性。對我國當前501份主栽和后備品種的檢測表明，不足30％的品種對當前流行小種表現抗病，而且其抗源主要集中在Yr26/Yr24等少數基因(韓德俊等，西北-華北-長江中下游條銹病流行區系當前小麥品種(系)抗條銹病評價，中國農業科學，2010(43))。因此，拓寬小麥抗條銹病的抗源，開發新的條銹病防治策略，對于降低小麥條銹病大面積流行的風險具有重要意義。

小麥條銹菌由于其活體營養型及專性寄生特性，遺傳轉化困難；而且小麥本身同樣難以開展遺傳轉化，因此小麥-條銹菌互作的遺傳學研究困難很大，進展較慢。目前在小麥條銹菌中鑒定的侵染或致病關鍵基因數量較少，而且目前尚未有基因有效應用于小麥抗病育種。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種小麥條銹菌基因作為分子靶標在麥類作物育種或條銹病防治中的應用以及一種利用該基因培育抗條銹菌小麥的方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：小麥條銹菌PSTG_11438基因在小麥條銹病防治中的應用，所述PSTG_11438基因的序列如Seq ID No.1所示。

優選的，所述PSTG_11438基因作為轉錄抑制的分子靶標或者作為蛋白質功能抑制的基因靶標，通過沉默所述PSTG_11438基因抑制小麥條銹菌的生長繁殖。

優選的，所述應用為將攜帶所述PSTG_11438基因的沉默表達載體導入小麥中獲得抗條銹菌的小麥。

優選的，所述應用為通過噴施所述PSTG_11438基因的轉錄抑制劑至小麥葉片抑制條銹菌的生長繁殖。

優選的，所述PSTG_11438基因的轉錄抑制劑為能夠抑制所述PSTG_11438基因轉錄的dsRNA溶液。

優選的，所述應用為通過噴施所述PSTG_11438基因的編碼蛋白的活性抑制劑至小麥葉片抑制條銹菌的生長繁殖。