[發明專利]兼抗紋枯病和根腐病的轉基因小麥的培育方法及其相關生物材料

有效

• 申請號: 201811036722.7
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109111514B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 祝秀亮;張增艷
• 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;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;任鳳華

本發明公開了兼抗紋枯病和根腐病的轉基因小麥的培育方法及其相關生物材料。該培育抗病的轉基因小麥的方法，包括向受體小麥中導入氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白質的編碼基因，得到抗病性高于所述受體小麥的轉基因小麥的步驟；所述抗病性為對紋枯病的抗性和/或對根腐病的抗性。將TaOCS導入小麥的轉基因實驗證明，TaOCS過表達的轉基因小麥與受體小麥相比，對紋枯病和根腐病的抗性顯著提高，說明TaOCS是與植物紋枯病和根腐病相關的蛋白，TaOCS及其編碼基因可用于提高植物對紋枯病和/或根腐病的抗性。

技術領域

本發明涉及分子生物學和基因工程領域中兼抗紋枯病和根腐病的轉基因小麥的培育方法及其相關生物材料。

背景技術

全球50％以上人口以小麥作為主糧作物，因此小麥對于保障糧食安全起著舉足輕重的作用。隨著種植密度增加、肥水條件和耕作制度的改變，小麥紋枯病和根腐病經常發生。小麥紋枯病，也稱為小麥尖眼斑病(wheat sharp eyespot)，我國小麥紋枯病主要由腐生營養型病原真菌禾谷絲核菌(Rhizoctonia cerealis)引起的。紋枯病一般可使小麥減產10％～30％，嚴重地塊則使小麥減產50％以上。小麥根腐病(common root rot)是由平臍蠕孢菌(Bipolaris sorokiniana)(有性態為禾旋孢腔菌

Cochliobolus sativus)等引起的小麥根部病害，于世界各國小麥產區均有發生，一般減產5％～10％，嚴重地塊減產20％～50％。因此，選育和推廣抗紋枯病和根腐病小麥新品種是防治該病害流行的最經濟、安全和有效的途徑，對于保障我國小麥穩產、高產非常重要。然而，由于缺乏易于利用的抗紋枯病和根腐病的小麥種質資源，常規育種方法在抗紋枯病和根腐病的小麥品種育種方面進展緩慢。分子生物學和基因工程的發展，特別是抗病重要基因的分離克隆及功能研究的進步，為抗紋枯病和根腐病小麥改良提供了一條新途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提高植物的抗病性，該抗病性為植物對禾谷絲核菌和/或臍蠕孢菌的抗性。

為了解決上述技術問題，本發明首先提供了與植物抗病性相關的蛋白質。

本發明所提供的與植物抗病性相關的蛋白質，名稱為TaOCS，為下述A1)或A2)或A3)的蛋白質：

A1)氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白質；

A2)在SEQ ID No.2所示的蛋白質的羧基末端或/和氨基末端連接蛋白標簽得到的融合蛋白；

A3)將A1)或A2)所示的蛋白質經過一個以上氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與A1)或A2)所示的蛋白質具有90％以上的同一性且與植物抗病性相關的蛋白質

上述蛋白質中，所述蛋白標簽(protein-tag)是指利用DNA體外重組技術，與目的蛋白一起融合表達的一種多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表達、檢測、示蹤和/或純化。所述蛋白標簽可為Flag標簽、His標簽、MBP標簽、HA標簽、myc標簽、GST標簽和/或SUMO標簽等。

上述蛋白質中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用國際互聯網上的同源性檢索站點測定氨基酸序列的同一性，如NCBI主頁網站的BLAST網頁。例如，可在高級BLAST2.1中，通過使用blastp作為程序，將Expect值設置為10，將所有Filter設置為OFF，使用BLOSUM62作為Matrix，將Gap existence cost，Per residue gap cost和Lambda ratio分別設置為11，1和0.85(缺省值)并進行檢索一對氨基酸序列的同一性進行計算，然后即可獲得同一性的值(％)。

上述蛋白質中，所述90％以上的同一性可為至少91％、92％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。

上述蛋白質中，TaOCS可來源于小麥，如CI12633。