小麦抗秆锈病蛋白TaERF60及其编码基因与应用

本发明涉及生物，具体涉及小麦抗秆锈病蛋白taerf60及其编码基因与应用。

背景技术：

1、小麦秆锈病是由小麦秆锈菌(puccinia graminis f.sp.tritici erikss.&e.henn.)引起的发生在小麦(triticum aestivum l.)植株上的病害，主要为害小麦的茎秆和叶鞘，也可为害叶片和穗部。小麦秆锈菌的夏孢子堆较大，长椭圆形至狭长形，红褐色，不规则散生，成熟后表皮大片开裂并向外翻起，散出锈褐色夏孢子粉；后期产生黑色冬孢子堆，表皮破裂散出黑色锈粉状冬孢子。

2、小麦秆锈病是小麦生产上的重大致灾病害，在种植小麦的国家和地区均有发生。该病的防治方法包括农业防治和化学防治。农业防治包括种植抗病品种和加强栽培管理，例如通过选育、引进和推广抗锈品种以及不同抗锈品种的合理布局，从而有效控制秆锈病的流行。化学防治包括药剂拌种和喷药防治，例如使用粉锈宁、丙环唑和戊唑醇等药剂进行拌种或喷施。化学防治虽然能够取得显著的防病和保产效果，但容易污染环境。种植抗病品种是防治秆锈病最经济、安全、有效的措施。因此，有必要挖掘小麦抗病基因，以促进小麦秆锈病抗病品种的培育。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供与小麦抗秆锈病相关的蛋白及其编码基因与应用。

2、本发明提供氨基酸序列如seq id no:2所示的蛋白质。所述蛋白质被命名为taerf60。

3、上述蛋白质可以人工合成，也可以先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

4、本发明还提供编码所述蛋白质的核酸分子。

5、所述核酸分子可以是dna，如基因组dna或cdna；所述核酸分子也可以是rna，如mrna。

6、在本发明的一些实施例中，所述核酸分子是编码所述蛋白质的基因，其核苷酸序列如seq id no:1所示。

7、含有所述核酸分子的表达盒、载体或宿主菌也属于本发明的保护范围。

8、所述表达盒由能够启动所述基因表达的启动子、所述基因以及转录终止序列组成。

9、所述载体为克隆载体或表达载体；所述宿主菌为克隆用宿主菌或表达用宿主菌。

10、所述表达载体可以是任何合适的植物表达载体。

11、所述蛋白质或所述核酸分子在调控小麦对小麦秆锈病的抗性中的应用也属于本发明的保护范围。

12、所述蛋白质或所述核酸分子在选育抗小麦秆锈病能力提高的小麦品种中的应用也属于本发明的保护范围。

13、本发明还提供培育抗小麦秆锈病能力提高的转基因小麦的方法，包括：在小麦中对所述蛋白质的编码基因进行过量表达，得到抗小麦秆锈病能力提高的转基因小麦。

14、在本发明的一些实施例中，将所述蛋白质的编码基因导入植物过表达载体中，再将得到的重组表达载体导入小麦植株中，从而获得抗小麦秆锈病能力提高的转基因小麦。所述植物过表达载体可以是plgy-02载体。

15、本发明还提供培育抗小麦秆锈病能力降低的转基因小麦的方法，包括：在小麦中对所述蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到抗小麦秆锈病能力降低的转基因小麦。

16、在本发明的一些实施例中，基于大麦条纹花叶病毒(barley stripe mosaicvirus,bsmv)的病毒诱导基因沉默技术(bsmv-vigs)在小麦中对所述蛋白质的编码基因进行抑制表达。大麦条纹花叶病毒是一种正义单链的rna病毒,其基因组包含rnaα、rnaβ和rnaγ三条链。

17、上述应用或上述方法中，所述小麦秆锈病由小麦秆锈菌(puccinia graminisf.sp.tritici erikss.&e.henn.)引起。

18、本发明构建了taerf60沉默载体bsmvγ:taerf60-1和bsmvγ:taerf60-2并利用病毒诱导基因沉默技术对小麦taerf60进行了基因沉默，同时构建了taerf60过表达载体plgy-02:taerf60并利用农杆菌介导的瞬时表达技术对小麦taerf60进行了瞬时过表达。实验结果显示，与bsmvγ空载体对照植株相比，小麦bsmvγ:taerf60-1和bsmvγ:taerf60-2沉默株更易感染小麦秆锈病；与plgy-02空载体对照植株相比，小麦plgy-02:taerf60过表达株具有更强的小麦秆锈病抗性。因此，taerf60基因参与正向调控小麦对秆锈病的抗性。

19、本发明为小麦抗秆锈病分子改良育种提供了新的靶点基因，在小麦抗病品种培育中具有良好的应用前景。

技术特征：

1.氨基酸序列如seq id no:2所示的蛋白质。

2.编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子。

3.根据权利要求2所述的核酸分子，其特征在于，所述核酸分子是编码权利要求1所述蛋白质的基因，其核苷酸序列如seq id no:1所示。

4.含有权利要求2或3所述核酸分子的表达盒、载体或宿主菌。

5.根据权利要求4所述的表达盒、载体或宿主菌，其特征在于，所述载体为克隆载体或表达载体；所述宿主菌为克隆用宿主菌或表达用宿主菌。

6.权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的核酸分子在调控小麦对小麦秆锈病的抗性中的应用。

7.权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的核酸分子在选育抗小麦秆锈病能力提高的小麦品种中的应用。

8.培育抗小麦秆锈病能力提高的转基因小麦的方法，包括：在小麦中对权利要求1所述的蛋白质的编码基因进行过量表达，得到抗小麦秆锈病能力提高的转基因小麦。

9.培育抗小麦秆锈病能力降低的转基因小麦的方法，包括：在小麦中对权利要求1所述的蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到抗小麦秆锈病能力降低的转基因小麦。

10.根据权利要求6或7所述的应用或权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述小麦秆锈病由小麦秆锈菌(puccinia graminis f.sp.tritici erikss.&e.henn.)引起。

技术总结本发明涉及生物技术领域，具体涉及小麦抗秆锈病蛋白TaERF60及其编码基因与应用。本发明提供氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的蛋白质，编码所述蛋白质的核酸分子，以及所述蛋白质或所述核酸分子在调控小麦对小麦秆锈病的抗性中的应用。本发明为小麦抗秆锈病分子改良育种提供了新的靶点基因，在小麦抗病品种培育中具有良好的应用前景。技术研发人员：李天亚,孙会言,吴限鑫,魏松红,孙倩,梅琼,杨瑾璟,邹龙梅,张功俊受保护的技术使用者：沈阳农业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4