專利名稱：植物抗黃矮病關鍵蛋白TiRB及其編碼基因和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種植物抗黃矮病關鍵蛋白TiRB及其編碼基因和應用。
背景技術：
小麥黃矮病是由大麥黃矮病毒(barley yellow dwarf virus, BYDV)弓丨起的小麥重要病害，小麥一旦感染即無藥可治，造成小麥減產 和品質下降，因此黃矮病也稱為“小麥黃色瘟疫”及“小麥癌癥”。黃矮病在世界各麥區均有發生。因小麥黃矮病危害，1978年美國小麥減產60% 80%，1988年德國冬小麥減產40%，每年澳大利亞因黃矮病損失約3000萬美元。新西蘭、阿根廷、土耳其、突尼斯、匈牙利等40多個國家均有黃矮病的發生。我國的西北、華北部分地區和東北曾于1966年、1970年、1973年、1978年、1980年、1987年、1999年大面積發生黃矮病，僅1999年陜西、山西等麥區就因黃矮病造成小麥減產20% 30%，個別嚴重麥區減產超過50%，小麥產量損失達數億公斤。近年來，由于暖冬等氣候變化，傳播大麥黃矮病毒的麥蟲牙在我國日益嚴重，小麥黃矮病已遍及陜西、山西、甘肅、四川、寧夏、內蒙古、河北和江蘇等多個小麥產區。因此，黃矮病的防治對于保證小麥高產穩產和農業持續發展非常重要，選育抗黃矮病小麥新品種，是防治該病害最經濟有效的途徑。大麥黃矮病毒由蚜蟲介導和傳播。根據病毒血清型及其介體蚜蟲的種類,大麥黃矮病毒被分為BYDV-PAV株系、BYDV-MAV株系、BYDV-GAV株系、BYDV-GPA株系、CYDV-RPV株系、SGV株系和RMV株系。BYDV-GAV株系為我國主流株系。優良可利用的抗病基因是抗病育種的前提。迄今為止，小麥初級基因庫中尚未發現真正有效的抗性基因。中間偃麥草(小麥近緣植物)高抗或免疫大麥黃矮病毒的多個株系，已作為抗源得到了應用和深入研究。中間偃麥草7Ai#l染色體長臂上攜帶I個抗黃矮病基因Bdv2。國內外科學家利用中國春ph突變體誘導部分同源染色體配對和組織培養兩條途徑，將攜帶抗黃矮病基因Bdv2的7Ai#l染色體長臂端部片段易位到小麥染色體7D長臂端部，成功地選育、鑒定出一批抗黃矮病的小麥-中間偃麥草T7D · 7Ai#lL易位系，包括 YW642 (H960642)、YW443、YW243 以及 TC5-TC10、TC14 等(Banks, P.，Larkin，P.，Barianaj H.，Lagudahj E.，Appels, R.，Waterhouse, P.，Brettellj R.，Chen, X.，XujH. , Xinj Z. , Qian, Y. , Zhou, M. , Cheng, Z. , and Zhou, G. The use of cell culture forsub-chromosomal introgressions of barley yellow dwarf virus resistance fromThinopyrum intermedium to wheat. Genome. 1995，38:395-405 ;張增艷，馬有志，辛志勇等，1998，應用基因組原位雜交技術鑒定抗黃矮病小麥新種質，中國農業科學，31 (3) :1-4;張增艷，辛志勇，馬有志等，Mapping of a BYDV resistance gene from Thintermediumintermedium in wheat background by molecular markers, Science in China(SeriesC)，1999,42(6) :663-668 ;張增艷、辛志勇、陳孝等，抗黃矮病小麥新品系YW443的分子細胞遺傳學鑒定，遺傳學報，2000，27 (7) :614 620 ;謝皓，陳孝，張增艷，辛志勇，林志珊，杜麗璞，馬有志，徐惠君，抗黃矮病小麥新品系YW243的選育和細胞分子生物學鑒定，作物學報，2000，26 (6) :687-691 ;Xin，Z.，Zhang, Z.，Chen, X.，Linj Ζ·，Ma，Y.，Xu，Η.，Banks,P.，and Larkin,P. Development and characterization of common wheat-Thinopyrumntermedium translocation lines with resistance to barley yellow dwarf virus.Euphytica. 2001,119:161 - 165)，發現攜帶抗黃矮病基因Bdv2的中間偃麥草染色體7Ai#l長臂(7Ai#lL)端部小片段易位到小麥染色體7D長臂端部(張增艷，辛志勇，馬有志等，Mapping of a BYDV resistance gene from Thintermedium intermedium in wheatbackground by molecular markers, Science in China(Series C)，1999，42(6) :663-68 ;Banks, P. , Larkin, P. , Bariana, H. , Lagudah, E. , Appels, R. , Waterhouse, P. , BrettelI,R. , Chen, X. , Xu, H. , Xin, Z. , Qian, Y. , Zhou, M. , Cheng, Z. , and Zhou, G. The use of cellculture for sub-chromosomal introgressions of barley yellow dwarf virusresistance from Thinopyrum intermedium to wheat. Genome. 1995, 38:395-405)。石開究發現，攜帶抗黃矮病基因Bdv2的小麥-中間偃麥草易位系YW642、YW443、YW243、TC14等高抗大麥黃矮病毒，理論上說，這些易位系應該可以做為抗黃矮病小麥育種中易于利用的抗性種質。然而，這些易位系并沒有成功地育成多少抗黃矮病小麥新品種，可能與攜帶抗黃矮病基因Bdv2的染色體7Ai-#lL片段存在著不利的連鎖累贅有關。因此，迫切需要從抗黃矮病的小麥-中間偃麥草易位系YW642等材料中分離克隆出7Ai-lL上抗黃矮病的重要基因，研究其抗性作用分子機制，并應用于基因工程育種，以高效地培育抗黃矮病、高產、優質的小麥新品種。

發明內容
本發明的目的是提供一種植物抗黃矮病關鍵蛋白TiRB及其編碼基因和應用。本發明提供了一種蛋白質，來自抗黃矮病的小麥-中間偃麥草易位系YW642,從根源上來說來自中間偃麥草，命名為TiRB蛋白，是如下(a)或(b)(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物黃矮病抗性相關的由序列I衍生的蛋白質。為了使(a)中的蛋白質便于純化，可在由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表I所示的標簽。表I標簽的序列
權利要求
1.一種蛋白質，是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質； (b)將序列I的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物黃矮病抗性相關的由序列I衍生的蛋白質。
2.編碼權利要求I所述蛋白的基因。
3.如權利要求2所述的基因，其特征在于所述基因是如下I)至5)中任一所述的DNA分子 1)序列表中序列2自5’端第87至第2987位核苷酸所示的DNA分子； 2)序列表中序列2自5’端第87至第2990位核苷酸所示的DNA分子； 3)序列表中序列2所示的DNA分子； 4)在嚴格條件下與I)或2)或3)限定的DNA序列雜交且編碼植物黃矮病抗性相關蛋白的DNA分子； 5)與I)或2)或3)限定的DNA序列具有90%以上同源性且編碼植物黃矮病抗性相關蛋白的DNA分子。
4.含有權利要求2或3所述基因的重組表達載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌。
5.一種培育轉基因植物的方法，是將權利要求2或3所述基因導入目的植物中，得到黃矮病抗性高于所述目的植物的轉基因植物。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述目的植物為單子葉植物或雙子葉植物；所述單子葉植物優選為小麥。
7.一種培育轉基因植物的方法，是將抑制權利要求2或3所述基因表達的物質導入目的植物中，得到黃矮病抗性低于所述目的植物的轉基因植物；所述目的植物為含有權利要求2或3所述基因的植物。
8.如權利要求5至7中任一所述的方法,其特征在于所述黃矮病是由黃矮病病毒BYDV-GAV株系引起的。
9.用于抑制權利要求2或3所示基因表達的干擾載體，是將TiRB-RIF片段和TiRB-RIR片段插入出發載體得到的重組質粒；所述TiRB-RIF片段為序列表的序列3自5’末端第I至628位核苷酸所示的雙鏈DNA片段，所述TiRB-RIR片段為序列表的序列3自5’末端第783至1170位核苷酸所示的雙鏈DNA片段。
10.如權利要求9所述的干擾載體，其特征在于所述干擾載體為將序列表的序列3所示的雙鏈DNA分子插入pAHC25載體的多克隆位點得到的重組質粒。
全文摘要
本發明公開了一種植物抗黃矮病關鍵蛋白TiRB及其編碼基因和應用。本發明提供的蛋白質是如下(a)或(b)(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列1的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物黃矮病抗性相關的由序列1衍生的蛋白質。將TiRB基因導入小麥，該基因過表達的轉基因小麥對黃矮病的抗性明顯提高，抗病小麥中所述TiRB基因表達抑制則使該植株喪失對黃矮病的抗性，說明所述TiRB基因是植物黃矮病抗性關鍵蛋白。植物黃矮病抗性關鍵蛋白TiRB及其編碼基因可用于提高植物的黃矮病抗性，對植物育種具有重大價值。本發明具有重要的理論及實際意義，在植物的遺傳改良中將發揮重要作用。
文檔編號C12N15/63GK102863523SQ20121035863
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者張增艷, 汪信東, 徐惠君, 杜麗璞, 辛志勇 申請人:中國農業科學院作物科學研究所