【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于植物基因工程領(lǐng)域，涉及黑麥secce1rv1g0003760抗條銹病基因及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、小麥(triticum?aestivum?l.)是中國重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量的維持與提高是國家糧食安全的重要保障。小麥條銹病(wheat?stripe?rust)是小麥生產(chǎn)常發(fā)的病害，是由puccinia?striiformis?westend.f.sp.tritici引起的葉部病害。條銹病最明顯的特征是在葉部產(chǎn)生明顯的黃色或橙色的孢子，一般沿葉脈成行排列。全世界88％小麥生產(chǎn)區(qū)域容易感染條銹病，每年因條銹病導(dǎo)致小麥減產(chǎn)500萬噸，損失的經(jīng)濟價值高達(dá)10億美元(見參考文獻(xiàn)：colin,r,wellings.global?status?of?stripe?rust:a?review?of?historicaland?current?threats.euphytica.2011,179:129-141)。中國是世界上最大的條銹病流行區(qū)域之一，自建國以來曾發(fā)生過四次大的流行，分別發(fā)生于1950年、1964年、1990年和2002年，造成的產(chǎn)量損失約130億千克(見參考文獻(xiàn)：wan?a,zhao?z,chen?x,et?al.wheatstripe?rust?epidemic?and?virulence?of?puccinia?striiformis?f.sp.triticiinchina?in?2002.plant?disease,2004,88:896-904)。因此，抗條銹病小麥品種的選育以及抗病基因的挖掘與利用對保
2、以高產(chǎn)為目標(biāo)的現(xiàn)代育種極大地削弱了作物的遺傳多樣性，遺傳多樣性的丟失不僅限制了產(chǎn)量和品質(zhì)的進一步改善，還致使作物難于應(yīng)對全球氣候變化和病蟲害的流行。小麥的近緣種屬含有很多優(yōu)異的基因，是普通小麥遺傳改良的重要遺傳資源。因此，將小麥近緣種屬的有益基因?qū)肫胀ㄔ耘嘈←準(zhǔn)切←溒贩N改良的重要而有效的途徑之一。
3、黑麥(secale?cereale?l.)，是禾本科黑麥屬一年或越年生草本作物，是小麥的野生近緣種之一。黑麥?zhǔn)嵌扼w物種，其染色體組為rr。黑麥具有普通栽培小麥所缺少的優(yōu)良性狀，是普通小麥遺傳改良的重要野生種質(zhì)資源。小黑麥?zhǔn)怯尚←湆?triticum)和黑麥屬(secale)物種經(jīng)屬間有性雜交和雜種染色體數(shù)加倍而人工合成的新物種。它結(jié)合了小麥的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和黑麥的抗病、抗寒及賴氨酸含量高等特性，有巨大的雜種生長優(yōu)勢，可作飼料、釀酒和生物能源及糧食應(yīng)用。二倍體黑麥與不同倍性小麥雜交加倍而成的小黑麥主要有六倍體(aabbrr)和八倍體(aabbddrr)2個類型。本文中使用的兩個小黑麥親本l20191212和4100均為六倍體小黑麥。目前對于小黑麥l20191212中抗條銹病基因序列和分子標(biāo)記的研究內(nèi)容沒有文獻(xiàn)報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)用條銹菌生理小種cyr32-34進行接種鑒定發(fā)現(xiàn)兩個小黑麥親本l20191212和4100分別表現(xiàn)為近免疫和高感。將兩個小黑麥親本雜交后得到f1，自交后得到f2群體。對f2群體中389個單株進行接種鑒定，發(fā)現(xiàn)其中301株抗病，88株高感。從f2群體中分別選取40株極端抗病和40株極端感病材料組成抗池和感池，取葉片提取總rna進行測序，經(jīng)bsr(bulksegregant?rna?sequencing)分析發(fā)現(xiàn)該抗條銹病基因定位于黑麥1r染色體。利用兩個親本重測序數(shù)據(jù)在1r染色體上開發(fā)了14個共顯性的indel標(biāo)記，利用由389個單株組成的f2進行基因定位，將該抗條銹病基因進一步10mb區(qū)間(對應(yīng)lo7參考基因組1r：6.5-16.5mb)。隨后對區(qū)間內(nèi)所有基因進行分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間內(nèi)有一個r基因簇，包含五個典型的cc-nbs-lrr類型的r基因(secce1rv1g0003730-secce1rv1g0003770)。結(jié)合抗池感池轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)2個基因(secce1rv1g0003760和secce1rv1g0003770)在抗池中特異性表達(dá)，而在感池中低表達(dá)或不表達(dá)，因此確定secce1rv1g0003760和secce1rv1g0003770為候選基因。利用黑麥參考基因組序列(https://ftp.ebi.ac.uk/ensemblgenomes/pub/release-56/plants/fasta/secale_cere?ale/dna/)，克隆了l20191212中secce1rv1g0003760和secce1rv1g0003770序列。為驗證secce1rv1g0003760和secce1rv1g0003770的功能，利用secce1rv1g0003760和secce1rv1g0003770的過表達(dá)載體進行了以感條銹病小麥為受體材料的遺傳轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)基因結(jié)果表明過表達(dá)secce1rv1g0003760可以提高小麥對條銹病的抗性，同時開發(fā)了特異的分子標(biāo)記1r3760-1，這一結(jié)果表明secce1rv1g0003760為抗條銹病基因。
2、具體來說，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、一方面，本專利技術(shù)提供抗條銹病基因，其特征在于，所述抗條銹病基因的核苷酸序列如seq?id?no:2所示或與seq?id?no:2所示的核苷酸序列具有至少70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的同一性。
4、另一方面，本專利技術(shù)提供表達(dá)載體，其特征在于，所述表達(dá)載體包含如上所述的抗條銹病基因。
5、另一方面，本專利技術(shù)提供宿主細(xì)胞，其特征在于，所述宿主細(xì)胞包含如上所述的抗條銹病基因或表達(dá)載體。
6、另一方面，本專利技術(shù)提供檢測待測植物中抗條銹病基因的存在與否的方法，其特征在于，所述方法包括檢測根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或其特異性分子標(biāo)記的存在，優(yōu)選所述特異性分子標(biāo)記的序列如seq?id?no:3所示，優(yōu)選利用seq?id?no:4和seq?id?no:5所示的引物檢測seq?id?no:3的序列是否存在。
7、另一方面，本專利技術(shù)提供提高植物抗條銹病的能力的方法，所述方法包括將如上所述的抗條銹病基因或表達(dá)載體或宿主細(xì)胞引入所述植物或所述植物的細(xì)胞中。
8、另一方面，本專利技術(shù)提供培育抗條銹病的植物的方法，所述方法包括將如上所述的抗條銹病基因或表達(dá)載體或宿主細(xì)胞引入所述植物或所述植物的細(xì)胞中。
9、另一方面，本專利技術(shù)提供如上所述的抗條銹病基因或表達(dá)載體或宿主細(xì)胞在提高植物抗條銹病的能力或培育抗條銹病的植物中的應(yīng)用。
10、另一方面，本專利技術(shù)提供獲得攜帶抗條銹病基因的植物細(xì)胞或植物的方法，其特征在于，所述方法包括將如上所述的抗條銹病基因或表達(dá)載體或宿主細(xì)胞引入所述植物細(xì)胞或所述植物中。
11、另一方面，本專利技術(shù)提供檢測待測植物抗條銹病基因的存在與否的分子標(biāo)記，其特征在于，所述分子標(biāo)記的核苷酸序列如seq?id?no:3所示。
12、在一些實施方案本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.抗條銹病基因，其特征在于，所述抗條銹病基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:2所示或與SEQ?ID?NO:2所示的核苷酸序列具有至少70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的同一性。
2.表達(dá)載體，其特征在于，所述表達(dá)載體包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因。
3.宿主細(xì)胞，其特征在于，所述宿主細(xì)胞包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或根據(jù)權(quán)利要求2所述的表達(dá)載體。
4.檢測待測植物中抗條銹病基因的存在與否的方法，其特征在于，所述方法包括檢測根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或其特異性分子標(biāo)記的存在，優(yōu)選所述特異性分子標(biāo)記的序列如SEQ?ID?NO:3所示，優(yōu)選利用SEQ?ID?NO:4和SEQ?ID?NO:5所示的引物檢測SEQID?NO:3的序列是否存在。
5.提高植物抗條銹病的能力或培育抗條銹病的植物的方法，所述方法包括將根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或權(quán)利要求2所述的表達(dá)載體引入所述植物或所述植物的細(xì)胞中。
6.獲得攜帶抗條銹病基因的植物細(xì)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或根據(jù)權(quán)利要求2所述的表達(dá)載體或根據(jù)權(quán)利要求3所述的宿主細(xì)胞在提高植物抗條銹病的能力或培育抗條銹病的植物中的應(yīng)用。
8.檢測待測植物抗條銹病基因的存在與否的分子標(biāo)記，其特征在于，所述分子標(biāo)記的核苷酸序列如SEQ?ID?NO:3所示。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用或根據(jù)權(quán)利要求8所述的分子標(biāo)記，其特征在于，所述植物為小麥或黑麥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或根據(jù)權(quán)利要求4、5或6中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用或根據(jù)權(quán)利要求8所述的分子標(biāo)記，其特征在于，所述條銹病由生理小種CYR32、CYR33和/或CYR?34引起。
...【技術(shù)特征摘要】
1.抗條銹病基因，其特征在于，所述抗條銹病基因的核苷酸序列如seq?id?no:2所示或與seq?id?no:2所示的核苷酸序列具有至少70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的同一性。
2.表達(dá)載體，其特征在于，所述表達(dá)載體包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因。
3.宿主細(xì)胞，其特征在于，所述宿主細(xì)胞包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或根據(jù)權(quán)利要求2所述的表達(dá)載體。
4.檢測待測植物中抗條銹病基因的存在與否的方法，其特征在于，所述方法包括檢測根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或其特異性分子標(biāo)記的存在，優(yōu)選所述特異性分子標(biāo)記的序列如seq?id?no:3所示，優(yōu)選利用seq?id?no:4和seq?id?no:5所示的引物檢測seqid?no:3的序列是否存在。
5.提高植物抗條銹病的能力或培育抗條銹病的植物的方法，所述方法包括將根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗條銹病基因或權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓方普，王春揮，郭憲瑞，張晶，易從楊，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。