[發明專利]小麥病程相關蛋白TaPR1a基因及其在小麥抗條銹病、葉銹病中的應用

有效

• 申請號: 202010629140.0
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111662913B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王逍冬;趙姣潔;畢偉帥;趙淑清;蘇君;龐書勇;于秀梅;劉大群
• 申請（專利權）人: 河北農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/10;C12N15/11;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明提供了小麥病程相關蛋白TaPR1a基因及其在小麥抗條銹病、葉銹病中的應用。本發明涉及基因序列，具體公開了小麥病程相關蛋白TaPR1a基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，以及過表達TaPR1a基因的小麥轉基因材料的制備過程。本發明通過實驗驗證TaPR1a基因可顯著提高小麥對小麥條銹病和小麥葉銹病的抗性水平。

技術領域

本發明屬于生物基因工程技術領域，涉及小麥病程相關蛋白TaPR1a基因及其在小麥抗條銹病、葉銹病中的應用。

背景技術

普通小麥作為主要糧食作物，其質量與產量嚴重影響著我國的糧食安全與社會穩定，小麥的高產與穩產對我國的農業發展有重要意義。由條形柄銹菌小麥專化型(Pucciniastriiformis f.sp.tritici)和小麥葉銹菌(Puccinia triticina)分別引起的小麥條銹病和小麥葉銹病，是嚴重影響我國小麥生產的重要真菌病害。近年來由于種植密度的增加以及農業耕作制度的改變，小麥條銹病和葉銹病的發生日趨嚴重，嚴重影響著我國的糧食質量與安全。小麥條銹病和葉銹病病原菌均具有變異頻率高的特點，其生理小種在短時間內就能完成多次變異，這使得單一抗性的小麥品種在短期內容易喪失抗性。因此，發掘新的抗病種質資源顯得尤為必要。

病程相關蛋白(PR)是植物應對生物、非生物脅迫后誘導產生并積累的一類蛋白的總稱，其廣泛存在，并在序列特征和蛋白功能方面具有極強保守性。PR蛋白是植物防衛體系的重要組成部分。最初發現PR基因主要是由于它們在植物受到病原物侵染時會大量表達，往往在植物抗病反應的下游發揮作用，并在很多情況下直接限制病原物侵染。但近年來的研究表明，PR基因在植物衰老、損傷、非生物逆境脅迫、激素處理，甚至正常生長發育過程中也發揮著作用。

目前已報道的植物PR基因分屬于18個基因家族。其中，PR1基因被認為是植物應對各種病原物的防衛反應激活的指標基因。PR1基因編碼C端具有CAPE1短肽的小分子分泌蛋白，可作為損傷誘導分子模式(DAMP)誘導植物產生基礎抗病反應(PTI)。據報道，PR1蛋白廣泛參與多種生物學過程，包括甾醇結合、防御信號轉導和植物病原物效應蛋白的靶向抑制。例如，小麥TaPR1蛋白被發現與死體營養型病原菌的ToxA毒素發生直接相互作用，并在敏感小麥株系中介導ToxA誘導的壞死反應。

發明內容

本發明的目的在于提供小麥病程相關蛋白TaPR1a基因及其在小麥抗條銹病、葉銹病中的應用。

本發明提供了小麥病程相關蛋白TaPR1a基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，或該序列經取代、缺失和/或添加一個或幾個核苷酸形成的編碼同等功能氨基酸序列的由SEQ ID No.1衍生的核苷酸序列。

本發明提供前述基因序列的克隆方法，具體為：以普通小麥春麥材料“JW1”的cDNA為模板，利用引物采用聚合酶鏈式反應PCR法克隆得到所述基因序列；

本發明還提供了含前述基因序列的表達載體。作為優選，所述表達載體為真核表達載體，進一步優選為pLGY-02(Ubi::Gene、T-DNA)載體。例如，所述真核表達載體可以為將前述基因序列克隆進pLGY-02載體獲得。

本發明提供了含有前述表達載體的宿主?？蛇x的，所述宿主可以為大腸桿菌、農桿菌、小麥等。例如，所述小麥可以為普通小麥春麥品種“JW1”。

本發明提供前述基因序列在調控植物對小麥條銹病和小麥葉銹病的抗病性方面的應用。作為優選，所述植物為小麥。更為優選，所述普通小麥為普通小麥春麥品種“JW1”。

本發明的有益效果在于：本發明提供了小麥病程相關蛋白TaPR1a基因序列，以及過表達TaPR1a基因的小麥轉基因材料的制備過程。并通過實驗驗證了所述小麥轉基因材料對小麥條銹病和葉銹病的抗病性顯著提高。

附圖說明

圖1為本發明所述過表達TaPR1a基因的小麥轉基因材料接種小麥條銹菌CYR32的抗病水平顯著提高。