CN108034662A - 小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法 - Google Patents

小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108034662A
CN108034662A CN201810107582.1A CN201810107582A CN108034662A CN 108034662 A CN108034662 A CN 108034662A CN 201810107582 A CN201810107582 A CN 201810107582A CN 108034662 A CN108034662 A CN 108034662A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheat
pstg
rust
genes
gene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810107582.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108034662B (zh
Inventor
吴佳洁
张会飞
黄德华
刘强
倪飞
付道林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Agricultural University
Original Assignee
Shandong Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Agricultural University filed Critical Shandong Agricultural University
Priority to CN201810107582.1A priority Critical patent/CN108034662B/zh
Publication of CN108034662A publication Critical patent/CN108034662A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108034662B publication Critical patent/CN108034662B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8218Antisense, co-suppression, viral induced gene silencing [VIGS], post-transcriptional induced gene silencing [PTGS]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8282Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for fungal resistance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明提供了小麦条锈菌PSTG_06025基因在小麦条锈病防治中的应用,所述PSTG_06025基因的序列如Seq ID No.1所示;所述的PSTG_06025基因能够有效的调控小麦条锈菌的生长繁殖,将PSTG_06025基因作为转录调控的分子靶标或者作为蛋白质功能抑制的基因靶标,通过沉默所述PSTG_06025基因达到抑制小麦条锈菌生长繁殖的作用。本发明提供的利用该基因培育抗条锈菌小麦的方法所获得的小麦具有显著的小麦条锈菌抗性。

Description

小麦条锈菌PSTG_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈 菌小麦的培育方法
技术领域
本发明属于基因工程和作物分子育种技术领域,具体涉及小麦条锈菌PSTG_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法。
背景技术
小麦是我国第二大粮食作物,年均播种面积约为3.6亿亩。小麦产量的稳定与提高关系国计民生。然而多年来,真菌病害对小麦生产构成严重威胁,如锈病、白粉病、赤霉病、纹枯病等病害的发生,严重影响小麦的产量和品质。其中,小麦条锈病俗称"黄疸",是由专性寄生的条锈菌(Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici)引起。在我国,小麦条锈发病猖獗,常年受害面积达6,000~8,000万亩(农业部文件:农农发2006-9);发病严重年份造成大幅减产(20~30%),威胁粮食安全。条锈菌存在有性生殖,毒性变异快,近年来新的优势小种持续出现,导致条锈病控制难度加大。小麦主要产区黄淮海麦区的条锈病发生面积有逐渐增加的趋势,2017年5月统计河南、山东、安徽等7省市累计发生面积超过4,000万亩(中国农业科技推广, 2017)。因此,有效防治条锈病对于我国粮食安全具有重要意义。
培育和种植抗病品种,是防治小麦条锈病经济、有效的重要措施。当前,我国多省的小麦品种审定已把是否具有条锈病抗性列为关键指标。提高抗性水平、培育持久抗性也已成为小麦新品种培育的重要目标。抗病品种的培育主要是通过抗条锈病基因的挖掘与利用,然而由于条锈菌生理小种毒性的快速变异,抗病基因大面积利用后可能会在短期内丧失抗病性。例如小麦育种上曾广泛使用的碧蚂一号、“洛类”、“繁6”衍生系等抗源,均已对当前流行小种失去抗性。对我国当前501 份主栽和后备品种的检测表明,不足30%的品种对当前流行小种表现抗病,而且其抗源主要集中在Yr26/Yr24等少数基因(韩德俊等,西北-华北-长江中下游条锈病流行区系当前小麦品种(系)抗条锈病评价,中国农业科学,2010(43))。因此,拓宽小麦抗条锈病的抗源,开发新的条锈病防治策略,对于降低小麦条锈病大面积流行的风险具有重要意义。
小麦条锈菌由于其活体营养型及专性寄生特性,遗传转化困难;而且小麦本身同样难以开展遗传转化,因此小麦-条锈菌互作的遗传学研究困难很大,进展较慢。目前在小麦条锈菌中鉴定的侵染或致病关键基因数量较少,而且目前尚未有基因有效应用于小麦抗病育种。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种小麦条锈菌基因作为分子靶标在麦类作物育种或条锈病防治中的应用以及一种利用该基因培育抗条锈菌小麦的方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:小麦条锈菌 PSTG_06025基因在小麦条锈病防治中的应用,所述PSTG_06025基因的序列如Seq ID No.1所示。
优选的,所述PSTG_06025基因作为转录抑制的分子靶标或者作为蛋白质功能抑制的基因靶标,通过沉默所述PSTG_06025基因达到抑制小麦条锈菌生长繁殖的作用。
优选的,将携带所述PSTG_06025基因的沉默表达载体导入麦类作物中获得抗条锈菌的麦类作物。
优选的,通过喷施所述PSTG_06025基因的转录抑制剂至小麦叶片抑制条锈菌的生长繁殖。
优选的,所述PSTG_06025基因的转录抑制剂为能够抑制所述 PSTG_06025基因转录的dsRNA溶液。
优选的,通过喷施所述PSTG_06025基因的编码蛋白的活性抑制剂至小麦叶片抑制条锈菌的生长繁殖。
本发明还提供了一种抗条锈菌小麦的培育方法,包括以下步骤: 1)以感染条锈菌后发病的小麦叶片cDNA为模板进行PCR扩增获得 PSTG_06025基因片段;2)利用步骤1)所述的PSTG_06025基因片段构建小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体;所述PSTG_06025基因沉默表达载体的构建采用GATEWAY克隆技术;3) 采用基因枪介导转化法将所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体转入小麦中获得抗条锈菌小麦。
优选的,步骤1)中所述PCR扩增用引物为CQM06025-F2和 CQM06025-R2引物;所述CQM06025-F2的序列如Seq ID No.3所示;所述CQM06025-R2引物的序列如Seq ID No.4所示。
优选的,步骤2)中所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体为包括潮霉素抗性基因Hyg、除草剂抗性基因Bar、PSTG_06025 基因片段的正向序列和PSTG_06025基因片段的反向序列的表达盒的载体。
优选的,所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体从 T-DNALeftBoarder到RightBoarder区段的序列如序列表Seq ID No.6 所示。
优选的,所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体的骨架为PC336。
本发明的有益效果:本发明首次发现所述的PSTG_06025基因能够有效的调控小麦条锈菌的生长繁殖,丰富了小麦条锈菌中侵染或致病的关键基因;将所述PSTG_06025基因应用于小麦条锈病防治中,将 PSTG_06025基因作为转录调控的分子靶标或者作为蛋白质功能抑制的基因靶标,通过沉默所述PSTG_06025基因达到抑制小麦条锈菌生长繁殖的作用。本发明提供的利用该基因培育抗条锈菌小麦的方法所获得的小麦具有显著的小麦条锈菌抗性。
附图说明
图1为实施例1中沉默表达PSTG_06025的阳性转基因小麦除草剂筛选结果图;
图2为实施例1中抗条锈菌小麦PCR筛选检测结果;
图3为实施例2中抗条锈菌小麦温室接种条锈菌后叶片发病情况图;图4为实施例2中抗条锈菌小麦人工气候箱接种条锈菌后叶片发病图;
图5为实施例3中抗条锈菌小麦接种条锈菌后PSTG_06025基因的荧光定量表达分析结果图。
具体实施方式
本发明提供了小麦条锈菌PSTG_06025基因在小麦条锈病防治中的应用。在本发明中所述PSTG_06025基因的GenBank登录号为 KNF00609.1,所述PSTG_06025基因的序列如Seq ID No.1所示,基因序列长度为807bp,所述PSTG_06025基因编码氨基酸序列具有 CE4_MrCDA_Like结构域(cd10952),具体序列如Seq ID No.2所示。
在本发明中,所述PSTG_06025基因优选的作为转录调控的分子靶标或者作为蛋白质功能抑制的基因靶标,通过沉默所述 PSTG_06025基因达到抑制小麦条锈菌生长繁殖的作用。在本发明具体实施过程中,优选的通过以下三种方法来沉默PSTG_06025基因,以实现所述PSTG_06025基因在小麦条锈病防治中的应用:(一)将携带所述PSTG_06025基因的沉默表达载体导入麦类作物中,获得抗条锈菌的麦类作物;(二)通过喷施所述PSTG_06025基因的转录抑制剂至小麦叶片抑制条锈菌的生长繁殖;所述转录抑制剂优选的为能够抑制所述PSTG_06025基因转录的dsRNA溶液;(三)通过喷施所述PSTG_06025基因编码蛋白的活性抑制剂至小麦叶片抑制条锈菌的生长繁殖。
本发明还提供了一种抗条锈菌小麦的培育方法,包括以下步骤: 1)以感染条锈菌后发病的小麦叶片cDNA为模板进行PCR扩增获得PSTG_06025基因片段;2)利用步骤1)所述的PSTG_06025基因片段构建小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体;所述 PSTG_06025基因沉默表达载体的构建采用GATEWAY克隆技术;3) 采用基因枪介导转化法将所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体转入小麦中获得抗条锈菌小麦。
本发明在扩增PSTG_06025基因片段前,优选的对PCR扩增引物进行设计。在本发明中,优选的以小麦条锈菌的全基因组序列为参考,以假定功能蛋白基因PSTG_06025(GenBank:KNF00609.1)的编码区序列为模板设计PCR引物;更优选的以小麦条锈菌生理小种PST-78全基因组序列为参考(GenBank登录号AJIL00000000.1或 BROAD下载链接 ftp://ftp.broadinstitute.org/pub/annotation/fungi/puccinia/genomes/puccin ia_striiformis_pst-78/)。本发明中,所述PCR扩增引物设计的方法采用本领域常规方法即可,具体的可采用引物设计软件来实现。在本发明中所述PCR扩增引物优选的为CQM06025-F2和CQM06025-R2引物;所述CQM06025-F2的序列如Seq ID No.3所示;所述 CQM06025-R2引物的序列如Seq ID No.4所示。
本发明在设计获得PCR扩增引物后,优选的对所述PCR扩增引物的扩增区段进行验证。所述验证具体的为用扩增区段的序列与小麦条锈菌PST-78全基因组数据和NCBI数据库中的小麦条锈菌序列进行比对,查看所述扩增区段的序列是否能够特异性靶标PSTG_06025基因。在本发明中上述PCR扩增引物的扩增区段序列,除其中一段 24bp序列(如Seq IDNo.11所示,具体为: GCAAATATCAGCACCTTATCGGCC,)与PSTG_06026基因序列一致外,未发现所述扩增区段的序列与其它基因存在长度大于20bp的 100%一致序列,表明利用CQM06025-F2/R2引物扩增区段的序列可以特异靶标PSTG_06025基因。
本发明中,以感染条锈菌后发病的小麦叶片cDNA为模板进行 PCR扩增获得PSTG_06025基因片段。在本发明中,优选的采用感染条锈菌生理小种CRY29后发病的小麦叶片制备cDNA;所述制备 cDNA的方法优选的采用常规TRIZOL法制备纯化RNA,并反转录获得cDNA。在本发明中,所述制备纯化RNA并反转录获得cDNA 分别采用RNA纯化试剂和反转录试剂盒。在本发明具体实施过程中,所述制备纯化RNA优选的采用天根生化科技(北京)有限公司,货号 DP405的试剂实现;所述并反转录获得cDNA优选的采用北京全式金生物技术有限公司反转录试剂盒,货号AT311-03。
本发明在获得感染条锈菌后发病的小麦叶片cDNA后,以所述cDNA为模板,进行PCR扩增获得PSTG_06025基因片段。在本发明中所述PCR扩增使用的酶优选的为高保真酶,更优选的为Phusion 高保真酶(Thermo Scientific公司,货号F-530S);所述PCR扩增的体系和程序采用本领域常规的PCR扩增体系和程序即可,具体的在本发明实施过程中,所述PCR体系为:5X Phusion HF Buffer:10μl, Phusion DNA Polymerase:0.5μl,CQM06025-F2:1.5μl, CQM06025-R2:1.5μl,10mM dNTPs:1μl,Template DNA:1μl, ddH2O:34.5μl;所述PCR程序为:98℃30s;98℃10s,60℃20s, 72℃30s 35循环;72℃10min。
本发明在获得扩增产物后优选的对扩增产物进行分离和测序,本发明中所述分离采用本领域常规的分离方法即可;所述测序委托测序公司完成;本发明中所述扩增产物测序获得的序列如Seq ID No.5所示,与参考基因PSTG_06025的序列相似性100%。
本发明在获得PSTG_06025基因片段后,利用GATEWAY克隆技术构建小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体。在本发明中,所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体的构建方法参见参考文献(韩秀丽.大麦水杨酸合成基因ICS和PAL的克隆与分析[D]. 山东农业大学,2013.),具体的包括以下步骤:(A)将所述PSTG_06025 基因片段与入门载体连接后转入大肠杆菌感受态细胞获得阳性克隆质粒;(B)将所述阳性克隆的质粒DNA与RNAi沉默表达载体骨架 PC336进行LR反应,同时将PSTG_06025基因片段的正向、反向序列重组至载体PC336获得RNAi沉默表达载体。
在本发明中,优选的将所述PSTG_06025基因片段与入门载体连接;所述入门载体优选的为实验室改造的PC414C,与常规入门载体 pENTR-D-TOPO相比,PC414C插入了多克隆位点,可通过酶切、连接的方法实现定向克隆。具体连接PC414C与目标片段的方法参见参考文献(韩秀丽.大麦水杨酸合成基因ICS和PAL的克隆与分析[D]. 山东农业大学,2013.)的材料与方法部分内容。本发明为利用 GATEWAY克隆技术,优选的在CQM06025-F2/R2引物序列上增加保护碱基和酶切位点获得改良后引物。优选的所述保护碱基连接在引物序列5’末端;所述保护碱基的数目优选的为2~4个;在本发明具体实施过程中,所述CQM06025-F2上的保护碱基优选的为CAA和CQM06025-R2上的保护碱基优选的为TCA。在本发明中,所述酶切位点优选的为NotI酶切位点和AscI酶切位点,所述CQM06025-F2 引物序列连接NotI酶切位点,所述CQM06025-R2引物序列连接AscI 酶切位点。
在本发明具体实施过程中,所述PSTG_06025基因片段与入门载体连接前,优选的将上述改良后引物扩增获得的包括PSTG_06025基因片段PCR扩增产物和入门载体PC414C进行NotI、AscI双酶切获得酶切产物,然后利用T4-DNA连接酶将纯化后的酶切产物(即 PSTG_06025基因片段和入门载体)进行连接获得连接产物。本发明在获得连接产物后,优选的将所述连接产物转化至大肠杆菌感受态细胞,筛选纯化后获得阳性克隆质粒DNA。在本发明中,筛选转化后的大肠杆菌感受态细胞获得所述阳性克隆质粒。本发明中所述筛选的方法优选的为菌落PCR;所述菌落PCR的引物优选的为 CQM06025-F2/R2;所述纯化阳性克隆质粒DNA优选的采用质粒 DNA试剂盒完成。本发明在获得阳性克隆的质粒DNA后,利用阳性克隆的质粒DNA与RNAi沉默表达载体骨架PC336(韩秀丽.大麦水杨酸合成基因ICS和PAL的克隆与分析[D].山东农业大学,2013.) 进行LR反应,将PSTG_06025基因片段的正向、反向序列重组至载体PC336获得RNAi沉默表达载体。本发明中,所述载体构建采用本领域常规的载体构建方法和程序,无其他特殊要求,能够获得RNAi 沉默表达载体即可。
本发明中获得的小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体编号为PC925,所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体上从 T-DNALB(LeftBoarder)到RB(RightBoarder)区段的序列优选的如Seq IDNo.6所示,所述T-DNA LB(Left Boarder)到RB(RightBoarder)区段的序列为包含顺次连接的潮霉素抗性基因Hyg、除草剂抗性基因Bar及PSTG_06025基因片段的正向序列和PSTG_06025 基因片段的反向序列的表达盒。
本发明在获得小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体后,采用基因枪介导转化法将所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体转入小麦中获得抗条锈菌小麦。本发明中受体材料优选的为高感小麦条锈病的品系CB037。本发明中所述转化的具体技术流程如王树芸硕士论文所述(王树芸.小麦胚源再生与转化体系的建立[D].山东农业大学,2012.)。在此不再赘述。
下面结合实施例对本发明提供的小麦条锈菌PSTG_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(一)PCR扩增获得PSTG_06025基因片段
以小麦条锈菌生理小种PST-78全基因组序列为参考(GenBank 登录号AJIL00000000.1或BROAD下载链接 ftp://ftp.broadinstitute.org/pub/annotation/fungi/puccinia/genomes/puccin ia_striiformis_pst-78/),以假定功能蛋白(hypothetical protein)基因 PSTG_06025(GenBank:KNF00609.1)的编码区序列为模板设计PCR 引物。正向引物序列CQM06025-F2如Seq ID No.3所示:5`-caagcggccgcGACGGTCCTTTCGATTTTGAG-3`;反向引物序列 CQM06025-R2如Seq ID No.4所示:5`- tcaggcgcgccATCTCCAGAATCGAATGTCCAG-3`。扩增区段长度369 bp。利用扩增区段的序列比对小麦条锈菌PST-78全基因组数据 (https://genome.jgi.doe.gov/Pucst_PST78_ 1/Pucst_PST78_1.home.html )及NCBI数据库小麦条锈菌序列(Puccinia striiformisf.sp.tritici, taxid:168172),除其中24bp(GCAAATATCAGCACCTTATCGGCC) 与PSTG_06026基因序列一致外,未发现与其它基因存在长度大于 20bp的100%一致序列,表明利用CQM06025-F2/R2引物扩增片段构建RNAi沉默表达载体,可以特异靶标PSTG_06025基因。
取材感染条锈菌生理小种CRY29后发病的小麦叶片,利用常规 TRIZOL法(天根生化科技(北京)有限公司,货号DP405)纯化RNA,并制备cDNA(北京全式金生物技术有限公司反转录试剂盒,货号 AT311-03)。使用Phusion高保真酶(Thermo Scientific公司,货号F-530S)使用引物CQM06025-F2和CQM06025-R2进行PCR扩增 (PCR体系:5X Phusion HFBuffer:10ul,Phusion DNA Polymerase: 0.5ul,CQM06025-F2:1.5ul,CQM06025-R2:1.5ul,10mM dNTPs:1ul, Template DNA:1ul,ddH2O:34.5ul;PCR程序:98℃ 30s;98℃10s, 60℃ 20s,72℃ 30s 35循环;72℃ 10min),分离PSTG_06025基因片段并进行测序验证。
自CRY29分离得到的基因片段序列如Seq ID No.5所示,与参考基因PSTG_06025的序列相似性100%。
(二)小麦条锈菌基因PSTG_06025沉默表达载体的构建
为利用GATEWAY克隆技术构建基因沉默表达载体, CQM06025-F2/R2引物两端分别增加3个保护碱基(CAA、TCA)及 NotI酶切位点(GCGGCCGC)或AscI酶切位点(GGCGCGCC),以连入改造后的入门载体PC414C(韩秀丽.大麦水杨酸合成基因ICS和PAL 的克隆与分析[D].山东农业大学,2013.)。PCR扩增产物及载体 PC414C首先进行NotI、AscI双酶切,酶切产物纯化后利用T4-DNA 连接酶进行连接。连接产物转化至大肠杆菌感受态细胞(北京全式金生物技术有限公司,货号CD201)。利用引物CQM06025-F2/R2进行菌落PCR来筛选携带目的基因片段的阳性克隆,并纯化质粒DNA (天根生化科技(北京)有限公司,货号DP103)。
利用阳性克隆的质粒DNA与RNAi沉默表达载体骨架PC336(韩秀丽.大麦水杨酸合成基因ICS和PAL的克隆与分析[D].山东农业大学,2013.)进行LR反应,同时将PSTG_06025基因片段的正向、反向序列重组至载体PC336以构建RNAi沉默表达载体。
LR反应体系:目的载体(150ng/μl)1μl;入门载体PC414C (50-150ng)1μl,ddH2O 7μl;LR ClonaseTM II Enzyme Mix (Invitrogen公司,货号11791)2μl;25℃反应1h;加入1μlProteinase K,37℃灭活10min。反应液转化Trans5α感受态细胞(北京全式金生物技术有限公司,货号CD201),挑取菌落纯化质粒DNA,利用CQM06025-F2/R2引物进行菌落PCR筛选(PCR体系:2x Buffer 10ul,CQM06025-F20.5ul,CQM06025-R20.5ul,ddH2O 9ul,单菌落; PCR程序:94℃ 5min;94℃ 30s,58℃ 30s,72℃ 30s 35循环;72℃ 10min)。
小麦条锈菌基因PSTG_06025沉默表达载体上从T-DNA LB(Left Boarder)到RB(RightBoarder)区段的序列如序列表Seq ID No.6。其中包含潮霉素抗性基因(Hyg)、除草剂抗性基因(Bar)及两段方向相对的PSTG_06025基因片段的表达盒。
(三)普通小麦的遗传转化及后代筛选
小麦遗传转化采用基因枪介导转化法,受体材料选用高感小麦条锈病的品系CB037。技术流程如王树芸硕士论文所述(王树芸.小麦胚源再生与转化体系的建立[D].山东农业大学,2012.)。小麦授粉后 15天左右,挑选幼胚直径为1.5mm大小的幼胚剪取穗子剥取种子,表面消毒灭菌后剥取幼胚放置于高渗培养基上用基因枪轰击,再在诱愈培养基上23℃暗培养四周,每两周继代一次。四周后从诱愈培养基转到分化培养基,从分化培养基上愈伤开始放在光照培养(23℃, 16hlight,8h dark)。两周后从分化培养基上再转到分化培养基上,直到再生出幼苗。把分化出的苗取出放在生根培养基上,大约3-4周待根长壮就可以移栽到土里。
通过叶片涂抹除草剂初步筛选阳性转基因后代。除草剂为 AgrEvo公司产品Finale,货号F30617006,使用浓度为0.3%。3-5天后根据叶片涂抹部位的敏感程度筛选阳性转基因后代。
如图1所示,其中CB037为转基因受体,株系2446-1A、2491-2A 为阴性转基因单株;2491-2A-2、2546-6A、5670-4A为阳性转基因单株。阴性转基因材料的叶片涂抹部位明显黄化或干枯坏死,而阳性转基因材料的叶片涂抹部位稍微黄化、无明显干枯坏死。
同时,取材转基因小麦的叶片制备DNA及cDNA,利用引物 CQM06025-F2/R2、LB306F/CQM06025-R2进行PCR扩增对转基因材料进行筛选确认;如图2所示,A、B为以gDNA为模板的PCR 结果;A图PCR引物为CQM06025-F2/R2;H2O为阴性对照,P为质粒DNA阳性对照;B图PCR引物为LB306F/CQM06025-R2,其中引物LB306F(Seq ID No.12)为匹配载体框架中GUSlinker片段的引物序列,位置位于CQM06025正向、反向片段中间,LB306F的引物序列为5’-GACCTCGCAAGGCATATTG-3';H2O为阴性对照,P为质粒DNA阳性对照。多数样品可产生与阳性对照(载体DNA)相同的扩增条带,表明来自阳性转基因材料。
实施例2抗条锈菌小麦条锈病抗性鉴定
小麦条锈菌新鲜孢子的繁殖:温室内种植感病品种辉县红,一叶一心期用注射器注射孢子水溶液接菌,然后用喷壶喷水并搭盖塑料薄膜进行保湿。为保证充分发病可重复接菌2-3次,每次间隔1周。孢子水溶液的准备:取干燥、冻存(-80℃)的孢子,用适量自来水悬浮至淡橙色,室温下置于摇床震荡混匀30min(180rpm),然后注射接菌。接菌后约20天可见零星发病,大约30天后可见大量叶片发病,可收集大量新鲜孢子用于转基因材料的接种鉴定。
利用T1:2世代(收获实施例1中第一代转基因材料的种子)种子在温室大棚内种植并接种小麦条锈菌,鉴定其条锈病抗性。种植前一周温室浇水浇透,晾晒一周左右。挑选15粒健康饱满的转基因种子均匀点播,行距25cm,行长1m。每隔十行种植2行转基因受体品种CB037。待生长至一叶一心期,取新鲜孢子进行接菌,接种后浇水并搭盖塑料布保持高湿环境。为了保证接种成功,初次接种后每隔一周进行重复接种,重复三次,每株至少接种三个分蘖。野生型CB037 充分发病后,对转基因材料进行抗病性调查并记录,每隔一周重复鉴定一次,重复三次。
利用温室鉴定的抗病材料,收获T2:3世代种子后,在人工气候箱内进行重复鉴定。取干净的9cm培养皿,内置3层圆形滤纸,加入 4mL去离子水,使滤纸浸湿。放置健康饱满的种子15~20粒/皿,盖上培养皿盖并用封口膜封口;用铝箔纸包裹避光于4℃冰箱内低温处理2~3天,打破种子休眠。于23℃光照培养箱中培养3~5d后移栽至土壤中,选取边长15cm的方形小花盆,每盆种植4棵。待植株长至一叶一心期,利用温室繁殖的条锈菌混合孢子进行接种。将孢子与滑石粉按大约1:10比例充分混匀后,用小毛刷蘸取孢子进行叶片接菌。接种后首先黑暗处理24h,温度11℃,湿度100%;然后进行正常光照培养,光照16h/温度22℃、黑暗8h/温度15℃,定期加湿,保持叶尖有水滴,至对照材料叶片充分发病(10-12天)。
如图3所示,其中A为野生型CB037,B为PC925转基因材料。温室种植T1:2材料重复接菌三次之后,野生型CB037发病充分,叶片表面有大量孢子堆;而转基因材料叶片表面未见孢子堆产生,条锈病抗性效果明显。
如图4所示:T2:3材料在培养箱内接菌12天后,野生型CB037 充分发病,叶片表面布满孢子;而PC925转基因材料只有轻度褪绿,叶片未见有孢子产生,表明PSTG_06025基因的沉默表达可显著提高小麦对条锈菌的抗性。
实施例3抗条锈菌小麦中PSTG_06025基因的表达鉴定
小麦苗期叶片接菌12天后,野生型CB037叶片表面布满大量孢子堆。我们在小麦接菌后不同时期分别取CB037及转基因材料叶片约100mg,使用Trizol法提取RNA,制备cDNA用于实时荧光定量 PCR。引物序列为CQM06025-F3和CQM06025-R3,具体序列如序列表SeqIDNo.7、Seq IDNo.8所示。以小麦条锈菌α微管蛋白基因为内参(黄雪玲等,农业生物技术学报,2012,20(2):181-187),引物 TUBA-F/R序列如序列表SeqID No.9、Seq ID No.10所示。
PCR体系为:5μl 2×SYBR GreenMaster,正向与反向引物(10μM) 各1μl,1μlcDNA,2μl ddH2O,总体系为10μl。PCR反应采用两步法:95℃10min,40个循环的95℃15s,60℃1min。
利用2-△△CT算法分析各个基因的表达,利用SigmaPlot12.5软件作图。
由上述实施例可知,本发明提供的PSTG_06025基因能够有效的调控小麦条锈菌的生长繁殖,将所述PSTG_06025基因应用于小麦条锈病防治中,通过沉默所述PSTG_06025基因达到抑制小麦条锈菌生长繁殖的作用。本发明提供的利用该基因培育抗条锈菌小麦的方法所获得的小麦具有显著的小麦条锈菌抗性。
序列表
<110> 山东农业大学
<120> 小麦条锈菌PSTG_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法
<160> 12
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 807
<212> DNA
<213> Puccinia striiformis PST-78
<400> 1
atgaacacca ttctacgtct cagttttgta gtggcatttt ttttgctctc gtttatccaa 60
tccaggtcct tgaaaaaggc agctatagtt aaatacgctc ctccggctac tacctgctcg 120
cgtcctgggc tggtctctct gacctttgac gacggtcctt tcgattttga gacggagatc 180
tcggactacc tccatgcacg aaaaatccaa agcactttct ttgtgaacgg caataactgg 240
ggctgcatct atgacgagtc aatagtacaa caattgaaac acacattctc gcagggacac 300
ttgattggat cacacacttg gtcgcatgca aatatcagca ccttatcggc cgagcgatta 360
catcaagagc tcgacttaat tgaagaagcg ttgatcaaaa ttataggagc gaagcccaaa 420
ttctttcgtc ctccttacgg tagctacgat cagaagagcc tggggatatt gaaagagcga 480
ggttatgttg tggccaactg gacattcgat tctggagatg ctgtcggtgc gactcccgag 540
caatcaatag ggggttacag gaatctagca aaaaagttcc catcctcgca gatcaccctc 600
aatcatgaga cttaccaaac cactgcagaa aaggtgattc cgtatgcagt tccccttcta 660
caaaaggctg gctataggct tgtccatatg tcggagtgct tggggacagg aaccaatata 720
aacgatcttt accaatggat tggaaagccc tccgaaagag acgcatcatg gacctgtgca 780
ggaaaaccgg tcgccggccc agactga 807
<210> 2
<211> 268
<212> PRT
<213> Puccinia striiformis f. sp. tritici PST-78
<400> 2
Met Asn Thr Ile Leu Arg Leu Ser Phe Val Val Ala Phe Phe Leu Leu
1 5 10 15
Ser Phe Ile Gln Ser Arg Ser Leu Lys Lys Ala Ala Ile Val Lys Tyr
20 25 30
Ala Pro Pro Ala Thr Thr Cys Ser Arg Pro Gly Leu Val Ser Leu Thr
35 40 45
Phe Asp Asp Gly Pro Phe Asp Phe Glu Thr Glu Ile Ser Asp Tyr Leu
50 55 60
His Ala Arg Lys Ile Gln Ser Thr Phe Phe Val Asn Gly Asn Asn Trp
65 70 75 80
Gly Cys Ile Tyr Asp Glu Ser Ile Val Gln Gln Leu Lys His Thr Phe
85 90 95
Ser Gln Gly His Leu Ile Gly Ser His Thr Trp Ser His Ala Asn Ile
100 105 110
Ser Thr Leu Ser Ala Glu Arg Leu His Gln Glu Leu Asp Leu Ile Glu
115 120 125
Glu Ala Leu Ile Lys Ile Ile Gly Ala Lys Pro Lys Phe Phe Arg Pro
130 135 140
Pro Tyr Gly Ser Tyr Asp Gln Lys Ser Leu Gly Ile Leu Lys Glu Arg
145 150 155 160
Gly Tyr Val Val Ala Asn Trp Thr Phe Asp Ser Gly Asp Ala Val Gly
165 170 175
Ala Thr Pro Glu Gln Ser Ile Gly Gly Tyr Arg Asn Leu Ala Lys Lys
180 185 190
Phe Pro Ser Ser Gln Ile Thr Leu Asn His Glu Thr Tyr Gln Thr Thr
195 200 205
Ala Glu Lys Val Ile Pro Tyr Ala Val Pro Leu Leu Gln Lys Ala Gly
210 215 220
Tyr Arg Leu Val His Met Ser Glu Cys Leu Gly Thr Gly Thr Asn Ile
225 230 235 240
Asn Asp Leu Tyr Gln Trp Ile Gly Lys Pro Ser Glu Arg Asp Ala Ser
245 250 255
Trp Thr Cys Ala Gly Lys Pro Val Ala Gly Pro Asp
260 265
<210> 3
<211> 32
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
caagcggccg cgacggtcct ttcgattttg ag 32
<210> 4
<211> 33
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
tcaggcgcgc catctccaga atcgaatgtc cag 33
<210> 5
<211> 369
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
gacggtcctt tcgattttga gacggagatc tcggactacc tccatgcacg aaaaatccaa 60
agcactttct ttgtgaacgg caataactgg ggctgcatct atgacgagtc aatagtacaa 120
caattgaaac acacattctc gcagggacac ttgattggat cacacacttg gtcgcatgca 180
aatatcagca ccttatcggc cgagcgatta catcaagagc tcgacttaat tgaagaagcg 240
ttgatcaaaa ttataggagc gaagcccaaa ttctttcgtc ctccttacgg tagctacgat 300
cagaagagcc tggggatatt gaaagagcga ggttatgttg tggccaactg gacattcgat 360
tctggagat 369
<210> 6
<211> 8459
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
tggcaggata tattgtggtg taaacaaatt gacgcttaga caacttaata acacattgcg 60
gacgttttta atgtactgaa ttaacgccga attaattcgg gggatctgga ttttagtact 120
ggattttggt tttaggaatt agaaatttta ttgatagaag tattttacaa atacaaatac 180
atactaaggg tttcttatat gctcaacaca tgagcgaaac cctataggaa ccctaattcc 240
cttatctggg aactactcac acattattat ggagaaactc gagcttgtcg atcgacagat 300
cccggtcggc atctactcta tttctttgcc ctcggacgag tgctggggcg tcggtttcca 360
ctatcggcga gtacttctac acagccatcg gtccagacgg ccgcgcttct gcgggcgatt 420
tgtgtacgcc cgacagtccc ggctccggat cggacgattg cgtcgcatcg accctgcgcc 480
caagctgcat catcgaaatt gccgtcaacc aagctctgat agagttggtc aagaccaatg 540
cggagcatat acgcccggag tcgtggcgat cctgcaagct ccggatgcct ccgctcgaag 600
tagcgcgtct gctgctccat acaagccaac cacggcctcc agaagaagat gttggcgacc 660
tcgtattggg aatccccgaa catcgcctcg ctccagtcaa tgaccgctgt tatgcggcca 720
ttgtccgtca ggacattgtt ggagccgaaa tccgcgtgca cgaggtgccg gacttcgggg 780
cagtcctcgg cccaaagcat cagctcatcg agagcctgcg cgacggacgc actgacggtg 840
tcgtccatca cagtttgcca gtgatacaca tggggatcag caatcgcgca tatgaaatca 900
cgccatgtag tgtattgacc gattccttgc ggtccgaatg ggccgaaccc gctcgtctgg 960
ctaagatcgg ccgcagcgat cgcatccata gcctccgcga ccggttgtag aacagcgggc 1020
agttcggttt caggcaggtc ttgcaacgtg acaccctgtg cacggcggga gatgcaatag 1080
gtcaggctct cgctaaactc cccaatgtca agcacttccg gaatcgggag cgcggccgat 1140
gcaaagtgcc gataaacata acgatctttg tagaaaccat cggcgcagct atttacccgc 1200
aggacatatc cacgccctcc tacatcgaag ctgaaagcac gagattcttc gccctccgag 1260
agctgcatca ggtcggagac gctgtcgaac ttttcgatca gaaacttctc gacagacgtc 1320
gcggtgagtt caggcttttt catatctcat tgccccccgg gatctgcgaa agctcgagag 1380
agatagattt gtagagagag actggtgatt tcagcgtgtc ctctccaaat gaaatgaact 1440
tccttatata gaggaaggtc ttgcgaagga tagtgggatt gtgcgtcatc ccttacgtca 1500
gtggagatat cacatcaatc cacttgcttt gaagacgtgg ttggaacgtc ttctttttcc 1560
acgatgctcc tcgtgggtgg gggtccatct ttgggaccac tgtcggcaga ggcatcttga 1620
acgatagcct ttcctttatc gcaatgatgg catttgtagg tgccaccttc cttttctact 1680
gtccttttga tgaagtgaca gatagctggg caatggaatc cgaggaggtt tcccgatatt 1740
accctttgtt gaaaagtctc aatagccctt tggtcttctg agactgtatc tttgatattc 1800
ttggagtaga cgagagtgtc gtgctccacc atgttatcac atcaatccac ttgctttgaa 1860
gacgtggttg gaacgtcttc tttttccacg atgctcctcg tgggtggggg tccatctttg 1920
ggaccactgt cggcagaggc atcttgaacg atagcctttc ctttatcgca atgatggcat 1980
ttgtaggtgc caccttcctt ttctactgtc cttttgatga agtgacagat agctgggcaa 2040
tggaatccga ggaggtttcc cgatattacc ctttgttgaa aagtctcaat agccctttgg 2100
tcttctgaga ctgtatcttt gatattcttg gagtagacga gagtgtcgtg ctccaccatg 2160
ttggcaagct gctctagcca atacgcaaac cgcctctccc cgcgcgttgg ccgattcatt 2220
aatgcagctg gcacgacagg tttcccgact ggaaagcggg cagtgagcgc aacgcaatta 2280
atgtgagtta gctcactcat taggcacccc aggctttaca ctttatgctt ccggctcgta 2340
tgttgtgtgg aattgtgagc ggataacaat ttcacacagg aaacagctat gaccatgatt 2400
acgaattccc gatctagtaa catagatgac accgcgcgcg ataatttatc ctagtttgcg 2460
cgctatattt tgttttctat cgcgtattaa atgtataatt gcgggactct aatcataaaa 2520
acccatctca taaataacgt catgcattac atgttaatta ttacatgctt aacgtaattc 2580
aacagaaatt atatgataat catcgcaaga ccggcaacag gattcaatct taagaaactt 2640
tattgccaaa tgtttgaacg atcggggaaa ttcgggtcat cagatctcgg tgacgggcag 2700
gaccggacgg ggcggtaccg gcaggctgaa gtccagctgc cagaaaccca cgtcatgcca 2760
gttcccgtgc ttgaagccgg ccgcccgcag catgccgcgg ggggcatatc cgagcgcctc 2820
gtgcatgcgc acgctcgggt cgttgggcag cccgatgaca gcgaccacgc tcttgaagcc 2880
ctgtgcctcc agggacttca gcaggtgggt gtagagcgtg gagcccagtc ccgtccgctg 2940
gtggcggggg gagacgtaca cggtcgactc ggccgtccag tcgtaggcgt tgcgtgcctt 3000
ccaggggccc gcgtaggcga tgccggcgac ctcgccgtcc acctcggcga cgagccaggg 3060
atagcgctcc cgcagacgga cgaggtcgtc cgtccactcc tgcggttcct gcggctcggt 3120
acggaagttg accgtgcttg tctcgatgta gtggttgacg atggtgcaga ccgccggcat 3180
gtccgcctcg gtggcacggc ggatgtcggc cgggcgtcgt tctgggctca tggtagatcc 3240
ccggggatcc tctagagtcc cccgtgttct ctccaaatga aatgaacttc cttttccact 3300
atcttcacaa taaagtgaca gatagctggg caatggaatc cgaggaggtt tccggatatt 3360
accctttgtt gaaaagtctc aattgccctt tggtcttctg agactgtatc tttgatattt 3420
ttggagtaga caagtgtgtc gtgctccacc atgttgacga agattttctt cttgtcattg 3480
agtcgtaaga gactctgtat gaactgttcg ccagtcttta cggcgagttc tgttaggtcc 3540
tctatttgaa tctttgactc catggccttt gattcagtgg gaactacctt tttagagact 3600
ccaatctcta ttacttgcct tggtttgtga agcaagcctt gaatcgtcca tactggaata 3660
gtacttctga tcttgagaaa tatatctttc tctgtgttct tgatgcagtt agtcctgaat 3720
cttttgactg catctttaac cttcttggga aggtatttga tttcctggag attattgctc 3780
gggtagatcg tcttgatgag acctgctgcg taagcctctc taaccatctg tgggttagca 3840
ttctttctga aattgaaaag gctaatctgg ggacctgcag gcatgcaagc ttgcatgcct 3900
gcagtgcagc gtgacccggt cgtgcccctc tctagagata atgagcattg catgtctaag 3960
ttataaaaaa ttaccacata ttttttttgt cacacttgtt tgaagtgcag tttatctatc 4020
tttatacata tatttaaact ttactctacg aataatataa tctatagtac tacaataata 4080
tcagtgtttt agagaatcat ataaatgaac agttagacat ggtctaaagg acaattgagt 4140
attttgacaa caggactcta cagttttatc tttttagtgt gcatgtgttc tccttttttt 4200
ttgcaaatag cttcacctat ataatacttc atccatttta ttagtacatc catttagggt 4260
ttagggttaa tggtttttat agactaattt ttttagtaca tctattttat tctattttag 4320
cctctaaatt aagaaaacta aaactctatt ttagtttttt tatttaataa tttagatata 4380
aaatagaata aaataaagtg actaaaaatt aaacaaatac cctttaagaa attaaaaaaa 4440
ctaaggaaac atttttcttg tttcgagtag ataatgccag cctgttaaac gccgtcgacg 4500
agtctaacgg acaccaacca gcgaaccagc agcgtcgcgt cgggccaagc gaagcagacg 4560
gcacggcatc tctgtcgctg cctctggacc cctctcgaga gttccgctcc accgttggac 4620
ttgctccgct gtcggcatcc agaaattgcg tggcggagcg gcagacgtga gccggcacgg 4680
caggcggcct cctcctcctc tcacggcacg gcagctacgg gggattcctt tcccaccgct 4740
ccttcgcttt cccttcctcg cccgccgtaa taaatagaca ccccctccac accctctttc 4800
cccaacctcg tgttgttcgg agcgcacaca cacacaacca gatctccccc aaatccaccc 4860
gtcggcacct ccgcttcaag gtacgccgct cgtcctcccc ccccccccct ctctaccttc 4920
tctagatcgg cgttccggtc catggttagg gcccggtagt tctacttctg ttcatgtttg 4980
tgttagatcc gtgtttgtgt tagatccgtg ctgctagcgt tcgtacacgg atgcgacctg 5040
tacgtcagac acgttctgat tgctaacttg ccagtgtttc tctttgggga atcctgggat 5100
ggctctagcc gttccgcaga cgggatcgat ttcatgattt tttttgtttc gttgcatagg 5160
gtttggtttg cccttttcct ttatttcaat atatgccgtg cacttgtttg tcgggtcatc 5220
ttttcatgct tttttttgtc ttggttgtga tgatgtggtc tggttgggcg gtcgttctag 5280
atcggagtag aattctgttt caaactacct ggtggattta ttaattttgg atctgtatgt 5340
gtgtgccata catattcata gttacgaatt gaagatgatg gatggaaata tcgatctagg 5400
ataggtatac atgttgatgc gggttttact gatgcatata cagagatgct ttttgttcgc 5460
ttggttgtga tgatgtggtg tggttgggcg gtcgttcatt cgttctagat cggagtagaa 5520
tactgtttca aactacctgg tgtatttatt aattttggaa ctgtatgtgt gtgtcataca 5580
tcttcatagt tacgagttta agatggatgg aaatatcgat ctaggatagg tatacatgtt 5640
gatgtgggtt ttactgatgc atatacatga tggcatatgc agcatctatt catatgctct 5700
aaccttgagt acctatctat tataataaac aagtatgttt tataattatt ttgatcttga 5760
tatacttgga tgatggcata tgcagcagct atatgtggat ttttttagcc ctgccttcat 5820
acgctattta tttgcttggt actgtttctt ttgtcgatgc tcaccctgtt gtttggtgtt 5880
acttctgcag gtcgactcta gaggatcccc cgggggtacc gggccccccc tcgaggtcat 5940
caccactttg tacaagaaag ctgggtcggc gcgccatctc cagaatcgaa tgtccagttg 6000
gccacaacat aacctcgctc tttcaatatc cccaggctct tctgatcgta gctaccgtaa 6060
ggaggacgaa agaatttggg cttcgctcct ataattttga tcaacgcttc ttcaattaag 6120
tcgagctctt gatgtaatcg ctcggccgat aaggtgctga tatttgcatg cgaccaagtg 6180
tgtgatccaa tcaagtgtcc ctgcgagaat gtgtgtttca attgttgtac tattgactcg 6240
tcatagatgc agccccagtt attgccgttc acaaagaaag tgctttggat ttttcgtgca 6300
tggaggtagt ccgagatctc cgtctcaaaa tcgaaaggac cgtcgcggcc gcggagcctg 6360
cttttttgta caaacttgtg ataagggcga attctgcaga tatccatcac actggcggcc 6420
gctcgagcat gcatctagtg gatcccccgg gctgcaggaa ttcgatcgag tgaagatccc 6480
tttcttgtta ccgccaacgc gcaatatgcc ttgcgaggtc gcaaaatcgg cgaaattcca 6540
tacctgttca ccgacgacgg cgctgacgcg atcaaagacg cggtgataca tatccagcca 6600
tgcacactga tactcttcac tccacatgtc ggtgtacatt gagtgcagcc cggctaacgt 6660
atccacgccg tattcggtga tgataatcgg ctgatgcagt ttctcctgcc aggccagaag 6720
ttctttttcc agtaccttct ctgccgtttc caaatcgccg ctttggacat accatccgta 6780
ataacggttc aggcacagca catcaaagag atcgctgatg gtatcggtgt gagcgtcgca 6840
gaacattaca ttgacgcagg tgatcggacg cgtcgggtcg agtttacgcg ttgcttccgc 6900
cagtggcgcg aaatattccc gtgcaccttg cggacgggta tccggttcgt tggcaatact 6960
ccacatcacc acgcttgggt ggtttttgtc acgcgctatc agctctttaa tcgcctgtaa 7020
gtgcgcttgc tgagtttccc cgttgactgc ctcttcgctg tacagttctt tcggcttgtt 7080
gcccgcttcg aaaccaatgc ctaaagagag gttaaagccg acagcagcag tttcatcaat 7140
caccacgatg ccatgttcat ctgcccagtc gagcatctct tcagcgtaag ggtaatgcga 7200
ggtacggtag gagttggccc caatccagtc cattaatgcg tggtcgtgca ccatcagcac 7260
gttatcgaat cctttgccac gcaagtccgc atcttcatga cgaccaaagc cagtaaagta 7320
gaacggtttg tggttaatca ggaactgttc gcccttcact gccactgacc ggatgccgac 7380
gcgaagcggg tagatatcaa gcttatcgat accgtcatca caagtttgta caaaaaagca 7440
ggctccgcgg ccgcgacggt cctttcgatt ttgagacgga gatctcggac tacctccatg 7500
cacgaaaaat ccaaagcact ttctttgtga acggcaataa ctggggctgc atctatgacg 7560
agtcaatagt acaacaattg aaacacacat tctcgcaggg acacttgatt ggatcacaca 7620
cttggtcgca tgcaaatatc agcaccttat cggccgagcg attacatcaa gagctcgact 7680
taattgaaga agcgttgatc aaaattatag gagcgaagcc caaattcttt cgtcctcctt 7740
acggtagcta cgatcagaag agcctgggga tattgaaaga gcgaggttat gttgtggcca 7800
actggacatt cgattctgga gatggcgcgc cgacccagct ttcttgtaca aagtggtgat 7860
aagggcgaat tccagcacac tggcggccgt tactagtgga tccgagctcg aatttccccg 7920
atcgttcaaa catttggcaa taaagtttct taagattgaa tcctgttgcc ggtcttgcga 7980
tgattatcat ataatttctg ttgaattacg ttaagcatgt aataattaac atgtaatgca 8040
tgacgttatt tatgagatgg gtttttatga ttagagtccc gcaattatac atttaatacg 8100
cgatagaaaa caaaatatag cgcgcaaact aggataaatt atcgcgcgcg gtgtcatcta 8160
tgttactaga tcgggaattc gatatcaagc ttggcactgg ccgtcgtttt acaacgtcgt 8220
gactgggaaa accctggcgt tacccaactt aatcgccttg cagcacatcc ccctttcgcc 8280
agctggcgta atagcgaaga ggcccgcacc gatcgccctt cccaacagtt gcgcagcctg 8340
aatggcgaat gctagagcag cttgagcttg gatcagattg tcgtttcccg ccttcagttt 8400
aaactatcag tgtttgacag gatatattgg cgggtaaacc taagagaaaa gagcgttta 8459
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
ccaatccagg tccttgaaaa 20
<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
gtccctgcga gaatgtgtgt 20
<210> 9
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
aaggacccac gctgccaata acta 24
<210> 10
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
tggagtcccg aacaattatc cgc 23
<210> 11
<211> 24
<212> DNA
<213> Puccinia striiformis PST-78
<400> 11
gcaaatatca gcaccttatc ggcc 24
<210> 12
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 12
gacctcgcaa ggcatattg 19

Claims (10)

1.小麦条锈菌PSTG_06025基因在小麦条锈病防治中的应用,其特征在于,所述PSTG_06025基因的序列如Seq ID No.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述PSTG_06025基因作为转录抑制的分子靶标或者作为蛋白质功能抑制的基因靶标,通过沉默所述PSTG_06025基因达到抑制小麦条锈菌生长繁殖的作用。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,将携带所述PSTG_06025基因的沉默表达载体导入麦类作物中获得抗条锈菌的麦类作物。
4.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,通过喷施所述PSTG_06025基因的转录抑制剂至小麦叶片抑制条锈菌的生长繁殖。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述转录抑制剂为能够抑制所述PSTG_06025基因转录的dsRNA溶液。
6.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,通过喷施所述PSTG_06025基因的编码蛋白活性抑制剂至小麦叶片抑制条锈菌的生长繁殖。
7.一种抗条锈菌小麦的培育方法,包括以下步骤:
1)以感染条锈菌后发病的小麦叶片cDNA为模板进行PCR扩增获得PSTG_06025基因片段;
2)利用步骤1)所述的PSTG_06025基因片段构建小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体;所述PSTG_06025基因沉默表达载体的构建采用GATEWAY克隆技术;
3)采用基因枪介导转化法将所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体转入小麦中获得抗条锈菌小麦。
8.根据权利要求7所述的培育方法,其特征在于,步骤1)中所述PCR扩增用引物为CQM06025-F2和CQM06025-R2引物;所述CQM06025-F2的序列如Seq ID No.3所示;所述CQM06025-R2引物的序列如Seq ID No.4所示。
9.根据权利要求7所述的培育方法,其特征在于,步骤2)中所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体为包括潮霉素抗性基因Hyg、除草剂抗性基因Bar、PSTG_06025基因片段的正向序列和PSTG_06025基因片段的反向序列的表达盒的载体。
10.根据权利要求9所述的培育方法,其特征在于,所述小麦条锈菌PSTG_06025基因沉默表达载体从T-DNALeft Boarder到Right Boarder区段的序列如序列表Seq ID No.6所示。
CN201810107582.1A 2018-02-02 2018-02-02 小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法 Active CN108034662B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810107582.1A CN108034662B (zh) 2018-02-02 2018-02-02 小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810107582.1A CN108034662B (zh) 2018-02-02 2018-02-02 小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108034662A true CN108034662A (zh) 2018-05-15
CN108034662B CN108034662B (zh) 2020-05-12

Family

ID=62097219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810107582.1A Active CN108034662B (zh) 2018-02-02 2018-02-02 小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108034662B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110606877A (zh) * 2019-09-09 2019-12-24 西北农林科技大学 用于小麦抗锈病品种改良的转录因子及其筛选获得方法
CN116375839A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 西北农林科技大学深圳研究院 毒性效应蛋白及其在小麦抗病育种中的应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103667250A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 中国科学院遗传与发育生物学研究所 小麦条锈病抗性相关蛋白及其编码基因与应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103667250A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 中国科学院遗传与发育生物学研究所 小麦条锈病抗性相关蛋白及其编码基因与应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110606877A (zh) * 2019-09-09 2019-12-24 西北农林科技大学 用于小麦抗锈病品种改良的转录因子及其筛选获得方法
CN116375839A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 西北农林科技大学深圳研究院 毒性效应蛋白及其在小麦抗病育种中的应用
CN116375839B (zh) * 2023-06-05 2023-09-05 西北农林科技大学深圳研究院 毒性效应蛋白及其在小麦抗病育种中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108034662B (zh) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109456982B (zh) 水稻OsMYB6基因及其编码蛋白在抗旱和抗盐中的应用
CN112626080B (zh) 一种控制大豆-根瘤菌匹配性的r基因及其蛋白质和应用
WO2023065966A1 (zh) Bfne基因在番茄株型改良和生物产量提高中的应用
CN114480431A (zh) 玉米ZmBES1/BZR1-10基因在提高植物耐旱性和产量中的应用
CN113621625B (zh) 芝麻SiERF103基因在增强植物抗性中的应用
CN113388017B (zh) 一种耐旱蛋白及其编码基因在培育耐旱植物中的应用
CN110358772A (zh) 提高水稻非生物胁迫抗性的OsEBP89基因及制备方法与应用
CN108034662B (zh) 小麦条锈菌pstg_06025基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法
CN103183731B (zh) 石斛DnMYB类转录因子、编码基因、载体、工程菌及应用
CN108559753B (zh) 小麦条锈菌pstg_17694基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法
CN113501867A (zh) 玉米抗旱基因ZmMYBR38及其应用
CN111171127B (zh) 紫云英lhy基因及其应用
CN106749577B (zh) 耐逆性相关转录因子蛋白nac及其应用
CN106554964B (zh) 棉花GbABR1基因在抗黄萎病中的应用
CN111334492A (zh) 西瓜几丁质酶及其编码基因和应用
CN108220304B (zh) 小麦条锈菌pstg_06371基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法
CN110628789A (zh) 一种抗虫低酚棉花品种的育种方法
CN112266919B (zh) 水稻源抗虫相关基因OsIDP1及其编码产物与应用
CN107573411A (zh) 小麦TaZIM1‑7A蛋白在调控作物抽穗期中的应用
CN111560055A (zh) 水稻基因OsLAT3在调节敌草快的吸收累积中的应用
CN108004250B (zh) 小麦条锈菌pstg_13661基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法
CN105132428B (zh) 一种与植物根系性状相关的ZmLRT基因及其相关生物材料与应用
CN107475261B (zh) 一种烟草干旱响应基因NtTIFY及其克隆方法与应用
CN109355270A (zh) 一种水稻激酶osk1及其应用
CN108004251B (zh) 小麦条锈菌pstg_11438基因在条锈病防治中的应用和抗条锈菌小麦的培育方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant