CN115925842A - 抗病与抗倒伏的转TaDKR1基因小麦的培育方法及其相关生物材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了抗病与抗倒伏的转TaDKR1基因小麦的培育方法及其相关生物材料与应用。TaDKR1是如下任一蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的蛋白质；A2)将A1)所限定的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗病性相关的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N末端和/或C末端连接标签得到的融合蛋白质。本发明所提供的抗病与抗倒伏的转TaDKR1基因小麦的培育方法、TaDKR1及其编码基因可用于提高植物抗病性与抗倒伏性，对于培育抗病与抗倒伏的植物新品种具有重要意义。

Description

抗病与抗倒伏的转TaDKR1基因小麦的培育方法及其相关生物材料

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及抗病与抗倒伏的转TaDKR1基因小麦的培育方法及其相关生物材料与应用。

背景技术

小麦是我国第二大主粮作物,也是世界上最重要的主粮作物之一，因此保证小麦的稳产高产和品质，对于保障我国乃至全球人民的粮食安全和生活品质非常重要。随着种植密度增加、肥水条件和耕作制度的改变，小麦茎基腐、纹枯病等土传真菌病害，已发展为我国小麦生产的主要根茎部病害，严重影响小麦籽粒的产量和品质，已成为我国小麦生产中亟待解决的主要问题之一。小麦茎基腐病(Fusarium crown rot)，主要由假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)等镰刀菌引起，可导致小麦减产10％～70％，另外病菌镰刀菌在感病籽粒中还产生脱氧雪腐镰菌醇和玉米赤霉烯酮等多种真菌毒素，严重影响小麦籽粒的食用和饲用品质，人、畜误食病粒后会引起发热、呕吐、腹泻等中毒反应，还有致癌、致畸和诱变的作用。小麦纹枯病，也称为小麦尖眼斑病(wheat sharp eyespot)，主要由腐生营养型病原真菌--禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)CAG-1引起。纹枯病一般可使小麦减产10％～42％，严重地块的小麦减产50％以上。近年，我国小麦主产区小麦经常同时感染这2种病害。选育和推广兼抗茎基腐病、纹枯病的小麦新品种，是防治上述土传真菌病害流行的最经济有效和生态安全的途径，对于保障我国小麦稳产高产和品质十分重要。此外，随着推广小麦品种的种植密度增加，小麦成熟期收获前干热风时有发生，造成植株易倒伏和收获困难。据研究报道，灌浆后发生的倒伏可导致小麦产量损失40％。由此可知，倒伏是小麦生产的主要限制因素之一。增强小麦茎秆强度和抗倒伏能力，已成为小麦育种不可或缺的目标。小麦乳熟期后茎秆强度与抗倒伏能力极显著正相关，因此，用茎秆强度作为抗倒伏评价指标。

由于易于利用的高抗茎基腐病、纹枯病的小麦种质资源十分匮乏，常规育种方法进行抗茎基腐病、纹枯病小麦育种的进展缓慢。目前迫切需要一种能同时抵抗茎基腐病、纹枯病的小麦新品种和新的培育方法。小麦分子生物学技术和基因工程的发展与应用，为培育兼抗茎基腐、纹枯病和抗倒伏(茎秆强度增加)的小麦新品种提供了一条新途径。

发明内容

本发明目的是提供同时抵抗茎基腐病、纹枯病与抗倒伏的转TaDKR1基因小麦的培育方法及相关生物材料与应用。

为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：

第一方面，本发明要求保护一种蛋白质。

本发明所要求保护的蛋白质名称为TaDKR1，来源于抗纹枯病与茎基腐病的小麦品系 CI12633，是如下任一蛋白质：

A1)氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的蛋白质；

A2)将A1)所限定的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗病性相关的蛋白质；

A3)在A1)或A2)的N末端和/或C末端连接标签得到的融合蛋白质。

所述的标签见表1

表1通常标签的序列

标签	残基	序列
			Poly-Arg	5-6(通常为5个)	RRRRR
Poly-His	2-10(通常为6个)	HHHHHH
			Flag	8	DYKDDDDK
Strep-tag II	8	WSHPQFEK
			c-myc	10	EQKLISEEDL

TaDKR1蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

第二方面，本发明要求保护与TaDKR1蛋白相关的生物材料。

本发明所要求保护的与TaDKR1蛋白相关的生物材料，为下述B1)至B9)中的任一种：

B1)编码所述蛋白质的核酸分子；

B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；

B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；

B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；

B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；

B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；

B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；

B8)降低权利要求1所述蛋白质表达的核酸分子；

B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。

其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。

编码TaDKR1蛋白的基因命名为TaDKR1基因。

上述生物材料中，B1)所述核酸分子包括如下1)或2)或3)：

1)编码区SEQ ID No.2中第27-3170位核苷酸所示的DNA分子；

2)SEQ ID No.3所示编码区的DNA分子；

3)SEQ ID No.2所示的DNA分子。

下文中，所述蛋白质编码基因也均可为此处1)或2)或3)。

本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本发明提供的TaDKR1基因进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明提供的TaDKR1基因具有87％或者更高同一性的核酸，只要编码TaDKR1蛋白且具有TaDKR1 蛋白的功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。

这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明提供的TaDKR1基因具有86％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。

含有所述TaDKR1基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系、转基因植物组织、转基因植物器官或重组微生物均属于本发明的保护范围。

所述表达盒自上游至下游依次包括启动子、TaDKR1基因和终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子。可用于本发明的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S，来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP",Chao等人 (1999)Plant Physiol 120：979-992)，来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1 (PR1)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯)诱导)，西红柿蛋白酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸甲酯诱导)，热休克启动子(美国专利5，187，267)，四环素诱导型启动子(美国专利5，057,422)，种子特异性启动子[如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B(中国专利200710099169.7))，种子贮存蛋白质特异的启动子(例如，菜豆球蛋白、napin,oleosin和大豆beta conglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBOJ.4：3047-3053))]。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。可用于本发明的终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子),花椰菜花叶病毒CaMV 35S 终止子,tml终止子,豌豆rbcS E9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子(参见，例如： Odell等人(I985)Nature 313:810；Rosenberg等人(1987)Gene,56:125；Guerineau 等人(1991)Mol.Gen.Genet,262:141；Proudfoot(1991)Cell,64:671；Sanfacon等人Genes Dev.,5:141；Mogen等人(1990)Plant Cell,2:1261；Munroe等人(1990)Gene, 91:151；Ballad等人(1989)Nucleic Acids Res.17:7891；Joshi等人(1987)NucleicAcid Res.,15:9627)。

可用现有的植物表达载体构建含有TaDKR1基因的重组载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pWMB123、pWMB110、pAHC25、pAHC20、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3′端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3′端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因Nos)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3′端转录的非翻译区均具有类似功能。使用本发明的基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG 起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptII基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的 bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因，和赋予对氨甲喋呤抗性的dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除莠剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。

所述重组表达载体具体可为在单子叶植物表达载体pWMB110的多克隆位点(例如SmaⅠ和SpeⅠ酶切位点之间)插入TaDKR1基因得到的重组质粒。

所述重组微生物的出发微生物可为酵母、细菌、藻或真菌。其中，细菌可来自埃希氏菌属(Escherichia),欧文氏菌(Erwinia),根癌农杆菌属(Agrobacterium)、黄杆菌属(Flavobacterium),产碱菌属(Alcaligenes),假单胞菌属(Pseudomonas),芽胞杆菌属(Bacillus)等。

所述转基因植物组织或所述转基因植物器官均不包括繁殖材料。

第三方面，本发明要求保护一种植物抗病剂。

本发明所要求保护的植物抗病剂具有增强植物抗病性功能，含有前文所述蛋白质(TaDKR1)和/或前文所述的生物材料。

所述植物抗病剂可为植物抗茎基腐病制剂和/或植物抗纹枯病制剂。所述茎基腐病可由假禾谷镰刀菌引起。所述假禾谷镰刀菌具体可为假禾谷镰刀菌WHF220。所述纹枯病可由禾谷丝核菌引起。所述禾谷丝核菌具体可为禾谷丝核菌WK207(RC207)。

第四方面，本发明要求保护前文所述蛋白质或所述的生物材料的下述P1-P6中的任一种应用：

P1、所述蛋白质(TaDKR1)或所述生物材料在调控植物抗病性中的应用；

P2、所述蛋白质(TaDKR1)或所述生物材料在制备提高植物抗病性的产品中的应用；

P3、所述蛋白质(TaDKR1)或所述生物材料在培育抗病植物中的应用；

P4、所述蛋白质(TaDKR1)或所述生物材料在制备植物抗病产品中的应用；

P5、所述蛋白质(TaDKR1)或所述生物材料在植物育种中的应用；

P6、所述蛋白质(TaDKR1)或所述生物材料在增强植物茎秆的强度/抗倒伏性中的应用；

在所述应用中，在所述植物中，前文所述蛋白质(TaDKR1)的含量和/或活性降低，所述植物的抗病性以及茎秆的强度/抗倒伏性降低，或前文所述蛋白质(TaDKR1)编码基因的表达量降低，所述植物的抗病性以及茎秆的强度/抗倒伏性降低。

第五方面，本发明要求保护如下任一方法：

方法A：一种培育抗病和/或增强茎秆的强度/抗倒伏性植物的方法，包括如下步骤：提高目的植物中前文所述蛋白质(TaDKR1)的含量和/或活性或其编码基因的表达量，得到抗病植物；所述抗病植物的抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性高于所述目的植物的抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性；

上述方法中，所述提高目的植物中所述蛋白质(TaDKR1)的含量可通过提高所述目的植物中所述蛋白质(TaDKR1)编码基因的表达量来实现，进一步可通过将所述蛋白质(TaDKR1)的编码基因导入所述目的植物实现。

上述方法中，TaDKR1基因可先进行如下修饰，再导入目的植物中，以达到更好的表达效果：

①根据实际需要进行修饰和优化，以使基因高效表达；例如，可根据受体植物所偏爱的密码子，在保持本发明所述TaDKR1基因的氨基酸序列的同时改变其密码子以符合植物偏爱性；优化过程中，最好能使优化后的编码序列中保持一定的GC含量，以最好地实现植物中导入基因的高水平表达，其中GC含量可为35％、多于45％、多于50％或多于约60％；

②修饰邻近起始甲硫氨酸的基因序列，以使翻译有效起始；例如，利用在植物中已知的有效的序列进行修饰；

③与各种植物表达的启动子连接，以利于其在植物中的表达；所述启动子可包括组成型、诱导型、时序调节、发育调节、化学调节、组织优选和组织特异性启动子；启动子的选择将随着表达时间和空间需要而变化，而且也取决于靶物种；例如组织或器官的特异性表达启动子，根据需要受体在发育的什么时期而定；尽管证明了来源于双子叶植物的许多启动子在单子叶植物中是可起作用的，反之亦然，但是理想地，选择双子叶植物启动子用于双子叶植物中的表达，单子叶植物的启动子用于单子叶植物中的表达；

④与适合的转录终止子连接，也可以提高基因的表达效率；例如来源于CaMV的tml，来源于rbcS的E9；任何已知在植物中起作用的可得到的终止子都可以与本发明基因进行连接；

⑤引入增强子序列，如内含子序列(例如来源于Adhl和bronzel)和病毒前导序列(例如来源于TMV,MCMV和AMV)。

TaDKR1基因具体可通过以上任一所述重组表达载体导入目的植物。所述重组表达载体可通过使用农杆菌介导、基因枪、Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导等分子生物学方法,转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。

方法B：一种培育抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性降低的转基因植物的方法，包括如下步骤：降低目的植物中前文所述蛋白质(TaDKR1)的编码基因的表达量，得到抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性低于所述目的植物的转基因植物；

上述方法中，降低所述目的植物中前文所述蛋白质(TaDKR1)的编码基因的表达量具体可通过导入干扰片段实现。所述干扰片段具体可为SEQ ID No.2的第2856-3062位所示的DNA分子(即SEQ ID No.4)的反向互补序列。

所述SEQ ID No.4的反向互补序列为：

AATCATCTTCATCATTTGCATCTCAAATTTCTTGTCATACATTGCACGGTCCAA TACGTCGGCTTCACGGTGTTCTCCTTTCATGTGCATAACCCATGAGACCAACTCCCTAGCTCCCTTCCTCTTGCACATATCAACAGGCCTCTTTCCTGTTAATAACTCCAGAAG AACAATGCCAAAACTATACACATCACCTTTGAAAGTGGC

本发明中，所述转基因植物理解为不仅包含将所述TaDKR1基因转化目的植物得到的第一代转基因植物，也包括其子代。对于转基因植物，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。

以上任一所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为小麦，例如小麦品种扬麦18或小麦种质CI12633。

基于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

实验证明，使小麦植物中的TaDKR1基因表达水平增高(具体可为过表达TaDKR1 基因)，可以显著增强小麦对茎基腐病和纹枯病的抗性、提高了木质素含量和茎秆强度以及抗倒伏性；降低小麦中的TaDKR1表达水平(具体可为抑制TaDKR1基因表达)，可以显著降低小麦的抗病性，显著降低小麦的木质素合成相关基因表达，说明TaDKR1基因是小麦抗茎基腐病、抗纹枯病和木质素合成调控的重要基因，正向调控小麦抗茎基腐病、抗纹枯病反应和木质素合成。本发明的培育抗病性提高和茎秆强度增强的转基因植物的方法，具有重要的理论及实际意义，在植物的遗传改良中将发挥重要作用。

附图说明

图1：在接种假禾谷镰刀菌的小麦CI12633中TaDKR1基因表达量的分析；

图2：TaDKR1基因在不同小麦品种中的表达量；

图3：转TaDKR1基因小麦的PCR检测电泳图；

图4：转基因小麦与未转基因对照小麦植株中TaDKR1基因的表达量分析；

图5：定量PCR检测BSMV:TaDKR1感染小麦中TaDKR1基因的沉默情况；

图6：TaDKR1基因沉默小麦与对照小麦的茎基腐病级鉴定结果；

图7：TaDKR1基因沉默小麦与对照小麦的纹枯病级鉴定结果；

图8：转基因小麦与未转基因对照小麦植株中木质素合成相关基因的表达量分析；

图9：转基因小麦与未转基因对照小麦植株中木质素染色；

图10：转基因小麦与未转基因对照小麦植株中维管束外围厚壁细胞染色；

图11：转基因小麦与未转基因对照小麦植株中木质素百分含量。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

下述实施例所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所有的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规分子生物学、生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。

小麦种质资源：CI12633、山红麦和中国春，表现抗茎基腐病与纹枯病，小麦品种扬麦18和扬麦9感茎基腐病与纹枯病。

小麦种质资源山红麦和中国春：购自中国农业科学院种质资源库；小麦品系CI12633：购自江苏农业科学院种质资源库；小麦品种扬麦18和扬麦9:购自扬州里下河地区农业科学研究所。

实施例中单子叶植物表达载体pWMB110(简称载体pWMB110)：参考文献：Liu HY,Wang K,Jia ZM,Gong Q,Lin ZS,Lipu Du LP,Pei XW,Ye XG.Efficient induction ofhaploid plants in wheat by editing of TaMTL using an optimized Agrobacterium-mediated CRISPR system.Journal of Experimental Botany,2020,71:1337–1349。

实施例中BSMV病毒载体的3个组分BSMV-α、BSMV-β和BSMV-γ质粒从美国引入(Holzberg S,Brosio P,Gross C,Pogue GP.2002.Barley stripe mosaic virus-inducedgene silencing in a monocot plant.The Plant Journal 30,315-327。刘晓东,张增艳,姚乌兰,辛志勇.Implement of barley stripe mosaic virus-based induced genesilencing in wheat.Acta Agron Sin(作物学报),2005,31(11):1518–1520；赵丹,赵继荣,黄茜,李宁,刘艳,黄占景,张增艳.利用BSMV-VIGS技术快速分析小麦TNBL1基因的抗黄矮病功能.作物学报, 2011,37(11):2106-2110)。

小麦纹枯病致病菌-禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)WK207引自山东农业大学于金凤教授(参考文献：Ji,L.,Liu,C.,Zhang,L.,Liu,A.,and Yu,J.(2017).Variationof rDNA internal transcribed spacer sequences in Rhizoctoniacerealis.Curr.Microbiol.74,877-884.doi: 10.1007/s00284-017-1258-2)。

小麦纹枯病病级标准(李斯深,李安飞,李宪彬等.1997,小麦种质对纹枯病抗性鉴定初报. 作物品种资源.(4):31-33)，具体见表2。

表2小麦纹枯病病级标准

小麦纹枯病病级(IT)	小麦纹枯病病症
		0级	植株的叶鞘与茎部均无病斑
1级	植株的叶鞘有病斑但不侵茎
		2级	植株的叶鞘与茎部均有病斑，且病斑环茎0～1/2
3级	植株的叶鞘与茎部均有病斑，且病斑环茎1/2～3/4
		4级	植株的叶鞘与茎部均有病斑，且病斑环茎3/4～1
5级	植株的叶鞘与茎部均有病斑，且植株出现枯孕穗或枯白穗

0级代表免疫、1级代表抗、2级代表中抗、3级-4级代表中感、5级代表高感。

长满禾谷丝核菌的菌麦粒的制备方法：将浸泡5-6小时麦粒煮熟20分钟，塞满250-500 毫升三角瓶，配制MS液体培养基，灭菌后，将新培养的禾谷丝核菌WK207的菌丝块接种到三角瓶中，25℃恒温培养至菌丝密集地布满麦粒。

小麦茎基腐病致病菌-假禾谷镰刀菌具体可为假禾谷镰刀菌WHF220，引自山东农业大学于金凤教授(参考文献：Xia Yang,Yubo Pan,Pawan K.Singh,Xinyao He,Yan Ren,Lei Zhao,Ning Zhang,Shunhe Cheng and Feng Chen*.Investigation and genome-wideassociation study for Fusarium crown rot resistance in Chinese common wheat，BMC Plant Biology(2019)19:153)。

小麦茎基腐病分级标准，按照周淼平等方法(周淼平，姚金保，张鹏，余桂红，马鸿翔.小麦抗茎腐病种质筛选及鉴定新方法的建立.植物遗传资源学报2016，17(2): 377-382)略修改，具体见表3。

表3小麦茎基腐病分级标准

小麦茎基腐病病级(IT)	小麦茎基腐病的病症
		0级	植株的叶鞘与茎部均无病斑
1级	植株的第一叶鞘病斑长度小于1.0cm
		2级	植株的叶鞘第一叶鞘病斑长度在1.0～2.0cm
3级	植株的叶鞘病斑长度大于2.0cm，植株未萎蔫
		4 级	植株出现萎蔫病症
5 级	植株死

0级代表免疫、1级代表抗、2级代表中抗、3级-4级代表中感、5级代表高感。

实施例1小麦抗病蛋白TaDKR1及其编码基因的克隆

1、TaDKR1基因的克隆

本发明的发明人从抗病小麦种质CI12633中分离克隆出一个小麦抗病相关的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示，将其命名为TaDKR1蛋白。将编码TaDKR1蛋白的基因命名为TaDKR1基因，如SEQ ID No.2所示。具体克隆方法如下：提取接种纹枯菌的小麦CI12633茎部总RNA，根据天根生化公司第一链cDNA合成试剂盒的程序，将提取的 RNA样品反转录合成第一链cDNA，作为基因克隆的模板，以TaDKR1-OF1： 5'-CATTCAACAGCATCAGCATA-3'和TaDKR1-OR1：5'-CTCTACTGTTGCTCCTCTG-3' 为引物，进行第一轮PCR扩增，扩增程序为：先95℃预变性3分钟；然后98℃10秒，58℃30秒，68℃4分钟，共35个循环；68℃延伸7分钟；以稀释50倍的第一轮PCR 扩增产物作为模板，利用TaDKR1-OF2：5'-TTCCTGCATCAATGGGGCAT-3'和 TaDKR1-OR2：5'-TGGCTCTACTGTTGCTCCTC-3'为引物，进行第二轮PCR扩增，扩增程序为：先95℃预变性3分钟；然后98℃10秒，58℃30秒，68℃3.5分钟，共35个循环；68℃延伸7分钟；第二轮PCR反应结束后，经1.0％琼脂糖凝胶电泳检测，回收目的PCR条带。将该第二轮PCR产物连接到pMD18-T载体上并测序。测序结果表明，该 PCR扩增产物的核苷酸序列如SEQ ID No.2(第1-3729位核苷酸)所示，其编码序列是SEQ ID No.2的第27-3170位核苷酸；编码SEQ ID No.1所示的蛋白质TaDKR1(第1-1047位氨基酸)。

实施例2 TaDKR1基因表达量与小麦对茎基腐病抗性紧密相关

1、TaDKR1基因表达量受茎基腐菌胁迫而上调的表达分析

在抗病小麦CI12633分蘖期的基部叶鞘与茎间，接种假禾谷镰刀菌WHF220菌丝牙签，在接种前(未接菌)以及接病菌1d、2d、3d、4d、5d，取抗病的小麦种质CI12633 的接种部位的小麦叶鞘与茎组织，液氮速冻。用TRIZOL提取上述小麦材料的RNA，纯化。

将每个样品约5μg总RNA，根据天根生化公司第一链cDNA合成试剂盒的程序，反转录成cDNA。利用组成性表达的TaActin基因作为内参，将样品cDNA浓度均一化。然后用TaDKR1基因序列设计特异定量引物TaDKR1-QF/TaDKR1-QR，进行实时定量PCR (RT-qPCR)分析，用2^-△△CT法(Livak KJ,Schmittgen TD.2001.Analysis of relative gene expressiondata using real-time quantitative PCR and the 2^-△△CT method.Methods.25:402-408) 分析未接菌以及接病菌抗病小麦CI12633中TaDKR1的表达情况，每组样品重复3次。

结果如图1所示。对TaDKR1基因表达量分析结果表明，CI12633中的TaDKR1基因表达量在接种假禾谷镰刀菌(茎基腐病菌)1d即显著提高，在接种假禾谷镰刀菌4天时 TaDKR1表达量最高。

TaDKR1基因的特异引物对：

TaDKR1-QF:5'-TGGCACACTGGGTTACATCC-3'

TaDKR1-QR:5'-GCTCCCTTCCTCTTGCACAT-3'

内参基因TaActin的引物对：

TaActin-F：5'-CACTGGAATGGTCAAGGCTG-3'

TaActin-R：5'-CTCCATGTCATCCCAGTTG-3'

2、TaDKR1基因表达量与小麦对茎基腐病抗性程度正相关

接种茎基腐病菌4天，采取抗茎基腐病的小麦品种(CI12633、山红麦、中国春)及感病小麦品种(扬麦18以及扬麦9)的接种部位的小麦叶鞘与茎组织，液氮速冻。用 TRIZOL提取上述小麦材料的RNA，纯化。将每个样品约5μg总RNA，根据天根生化公司第一链cDNA合成试剂盒的程序，反转录成cDNA。利用组成性表达的TaActin基因作为内参，将样品cDNA浓度均一化。然后用TaDKR1基因序列设计特异定量引物 TaDKR1-QF/TaDKR1-QR，进行实时定量PCR(RT-qPCR)分析，用2^-△△CT法(Livak KJ,Schmittgen TD.2001.Analysis of relativegene expression data using real-time quantitative PCR and the 2^-△△CTmethod.Methods.25:402-408)，计算TaDKR1基因在不同抗病小麦与感病小麦材料中的相对表达量。

结果如图2所示，抗病小麦品种(CI12633、山红麦及中国春)中TaDKR1的表达量显著高于感病小麦(扬麦18以及扬麦9)，表明TaDKR1基因表达量与抗性正相关，参与了小麦抗茎基腐病反应。

实施例3抗茎基腐病和纹枯病的转TaDKR1基因小麦的创制和抗病性鉴定

一、重组表达载体的构建

1、提取小麦CI12633的茎部的总RNA并反转录得到cDNA。

2、以步骤1得到的cDNA为模板，采用TaDKR1-ZT-F1和TaDKR1-ZT-R1组成的引物对，在高保真扩增酶PrimeSTAR的作用下进行PCR扩增，回收PCR扩增产物。

TaDKR1-ZT-F1：5'-CGACTCTAGAGGATCCATGCGACGCACTACCACATGG-3'

TaDKR1-ZT-R1:5'-ATCGGGGAAATTCGAGCTCTCAATGGTGATGGTGATGATGCTTTGTTGCTTCACTGCTAGC-3'

3、取步骤2得到的PCR扩增产物，用限制性内切酶BamHⅠ和SacⅠ进行双酶切，回收酶切产物。

4、取载体pWMB110，用限制性内切酶BamHⅠ和SacⅠ进行双酶切，回收载体骨架。

5、将步骤3得到的酶切产物和步骤4得到的载体骨架连接，得到重组质粒pWMB110-TaDKR1，测序验证获得TaDKR1-6*His转基因载体序列(SEQ ID No.3)是正确的。SEQ ID No.3第1-3141位核苷酸(终止子在6*HIS之后)是SEQ ID No.2第27-3167 位核苷酸。

二、转基因植物的获得

采用农杆菌介导法转化小麦。详细步骤和方法参考Wang et al.,2016(Ke,Huiyun,Lipu Du and Xingguo Ye*,Generation of marker-free transgenichexaploid wheat viaan Agrobacterium-mediated co-transformation strategy incommercial Chinese wheat varieties,Plant Biotechnology Journal(2016),pp.1–10doi: 10.1111/pbi.12660。)。

1、将重组质粒pWMB110-TaDKR1导入农杆菌C58C1。在侵染前4d，将C58C1 农杆菌(含pDE003-TaWOX5)分别接种于含Gent 50mg L^-1、Spec 50mg L^-1、Rif 50mg L^-1的YEP固体培养基上，28℃黑暗条件下复苏培养3d。挑取单菌落于10ml含有相应抗生素的YEP液体培养基中，200rpm、28℃黑暗条件下过夜震荡培养。

2、室温下3,500rpm离心10min收集农杆菌菌体，倒掉上清，用MS重悬液(pH6.0) 重悬。

3、选择适宜大小的小麦扬麦18的幼胚，与农杆菌重悬液混合进行侵染，然后平铺于 AS基本共培养基上，25℃培养2-3d。

4、将共培养后的幼胚转移至恢复培养基WLS-RES(Cb 400mg L^-1、Cef 100mgL^-1)黑暗下培养5d。

5、将恢复培养后的幼胚转移至第一次筛选培养基WLS-P5(PPT 5mg L^-1、Cb 400mgL^-1、Cef 100mg L^-1)黑暗下培养14d。

6、然后再将愈伤转移至第一次筛选培养基WLS-P10(PPT 10mg L^-1、Cb 400mgL^-1)黑暗下培养21d。

7、将上述愈伤转移至分化培养基LSZ-P5(MS培养基，PPT 5mg L^-1)，光下培养 2周。将小麦绿芽分离出来放置生根培养基MSF-P5(MS培养基，PPT 5mg L^-1、IBA 0.5 mg L^-1)，培养20d。

8、待根长好的幼苗移栽到土中，移栽3周以后，有10株植株(T0代)成活，然后利用PCR等方法进行阳性检测。

9、PCR鉴定步骤8得到的10个成活植株，分别于4叶期取一个叶片，提取基因组DNA。将基因组DNA作为模板，采用TaDKR1-OE-F1和Tnos-R组成的引物对进行PCR 扩增，如果得到扩增产物(约450bp)，该植株为转基因植株。将重组质粒 pWMB110-TaDKR1作为阳性对照。将扬麦18的基因组DNA作为阴性对照。

TaDKR1-OE-F1:5'-TGGCACACTGGGTTACATCC-3’

Tnos-110-R:5'-CAAGACCGGCAACAGGATT-3’

PCR反应程序：先95℃预变性3分钟；然后98℃10秒，58℃30秒，68℃1分钟，共35个循环；68℃延伸7分钟。

图3显示了转TaDKR1基因小麦的PCR检测结果，其中P为转基因载体质粒，WT 为未转基因小麦扬麦18，1-10为转基因小麦。PCR鉴定结果表明，10株T0代成活植株中，7株为转基因植株。

10、定量分析转基因小麦与阴性对照中TaDKR1基因的相对表达量

提取转基因小麦阳性植株与阴性对照扬麦18的总RNA，反转录得到cDNA，检测TaDKR1基因的相对表达量。采用小麦内源TaActin基因作为内参基因。将小麦扬麦18 作为转基因植株的对照植株。

用于定量PCR检测TaDKR1基因的特异引物对：

TaDKR1-QF:5'-TGGCACACTGGGTTACATCC-3'

TaDKR1-QR:5'-GCTCCCTTCCTCTTGCACAT-3'

用于检测内参基因TaActin的引物对：

TaActin-F:5'-GGAATCCATGAGACCACCTAC-3'

TaActin-R:5'-GACCCAGACAACTCGCAAC-3'

部分转基因植株的TaDKR1基因的相对表达量见图4。图4中，Yangmai18代表未转基因小麦扬麦18阴性对照，OX-1、OX-2、OX-3分别代表3个独立的转基因小麦株系。转基因植株中TaDKR1基因的相对表达量明显高于阴性对照小麦。

三、转空载体植物的获得

用载体pWMB110代替重组质粒pWMB110-TaDKR1，其它同步骤二，得到转空载体植株。

四、转基因小麦植物对茎基腐病抗性的鉴定

供试植株：OX-1、OX-2、OX-3分别代表3个独立的转TaDKR1基因小麦株系、转空载体的植株NV和未转基因小麦扬麦18作为阴性对照。

供试植株进行平行试验。

正常培养供试植株。在分蘖期，将茎基腐病菌(假禾谷镰刀菌)麦粒接种到小麦基部叶鞘与茎之间，接种后覆土，浇水保湿4天。持续观察发病情况。

于接种小麦茎基腐病菌约30天，测量病斑大小，统计病级IT和株系病情指数。结果见表4。

病情指数(DI)＝[(Σ各级病株数×各级代表值)/(总株数×最高级代表值)]×100

表4转基因小麦与对照的茎基腐病情的调查结果

结果如表4所示，3个转TaDKR1基因小麦株系的平均茎基腐病级IT和株系病情指数均显著低于阴性对照，结果表明：TaDKR1基因过表达显著提高了转基因小麦植株对茎基腐病的抗病性。

五、转基因小麦植物对纹枯病抗性的鉴定

供试植株：3个转TaDKR1基因小麦株系(OX1、OX2、OX3)、转空载体株系的植株NV。

供试植株进行平行试验。

正常培养供试植株。在拔节期，将纹枯病菌(禾谷丝核菌)牙签接种到小麦基部叶鞘与茎之间，接种后用湿棉花保湿4天。持续观察发病情况。调查病级。

接种小麦纹枯病致病菌约25天，转空载体小麦植株NV出现典型的纹枯病病症，而转基因植株病症不明显。于收获时(接种～40天)，测量病斑大小，统计病级，计算病情指数。结果见表5。

病情指数(DI)＝[(Σ各级病株数×各级代表值)/(总株数×最高级代表值)]×100

表5转基因小麦与对照的纹枯病的病情调查结果

结果如表5所示，3个转TaDKR1基因小麦株系的平均纹枯病级IT和株系病情指数均显著低于转空载体小麦株系，结果表明：TaDKR1基因过表达显著增强了转基因小麦植株对纹枯病的抗病性。

实施例4培育茎基腐病抗性降低和纹枯病抗性降低的小麦，进行TaDKR1基因功能反向验证

一、采用病毒介导的基因沉默技术沉默小麦CI12633中的TaDKR1基因

1、将SEQ ID No.2的第2856-3062位核苷酸(SEQ ID No.4)所示的DNA片段的两末端，通过PCR扩增分别带有NheI识别序列。NheI酶切后，将SEQ ID No.4的第1-207 位核苷酸所示的DNA片段(207bp)以反向插入法插入到线性化后的BSMV-γ(BMSV 病毒的γ载体)NheI酶位点上，得到重组载体BSMV-γ：TaDKR1，使与SEQ ID No.4的第1-207位核苷酸所示的DNA片段反向互补的DNA分子(TaDKR1)被γ载体的T7启动子驱动。

2、制备转录反应液

(1)取BSMV-α质粒，用限制性内切酶Mlu I进行酶切，回收线性化质粒，命名为线性化的BSMV-α。取BSMV-γ：GFP或BSMV-γ：TaDKR1质粒，用限制性内切酶 Mlu I进行酶切，回收线性化质粒，命名为线性化的BSMV-γ:GFP或BSMV-γ：TaDKR1。取BSMV-β质粒，用限制性内切酶Spe I进行酶切，回收线性化质粒，命名为线性化的 BSMV-β。

(2)取线性化质粒，采用RiboMAX Large Scale RNA Production Systems-T7 kit(Promega)，进行体外转录反应，得到转录反应液。

线性化质粒为线性化的BSMV-α时，得到的转录反应液命名为转录反应液BSMV-α。线性化质粒为线性化的BSMV-β时，得到的转录反应液命名为转录反应液BSMV-β。线性化质粒为线性化的BSMV-γ:GFP或BSMV-γ：TaDKR1时，得到的转录反应液命名为转录反应液BSMV-γ:GFP或BSMV-γ：TaDKR1。

3、BSMV接种小麦植株

取1.5ml离心管，加入10μl转录反应液BSMV-α、10μl转录反应液BSMV-β和10μl 转录反应液BSMV-γ：TaDKR1，混匀，然后加入60μl RNase-free ddH2O，再加入90μl GKP 溶液(溶剂为水，含50mM甘氨酸、30mM K₂HPO₄、1％Bentonite和1％Celite，pH9.2)，混合，得到BSMV：TaDKR1病毒混合液。待小麦CI12633的幼苗生长至三叶一心期时，吸取BSMV：TaDKR1病毒混合液摩擦接种于幼苗的第二个叶片和第三个叶片上(每个叶片10μl)，然后在叶片表面喷施0.1％DEPC水溶液，覆膜保湿24小时，之后移去保鲜膜，每隔6h在叶片表面喷施0.1％DEPC水溶液。取1.5ml离心管，加入10μl转录反应液 BSMV-α、10μl转录反应液BSMV-β和10μl转录反应液BSMV-γ：GFP，混匀，然后加入60μl RNase-free ddH2O，再加入90μl GKP溶液，混合，得到BSMV:GFP病毒混合液。接种方法同上。

4、接种第12天取第四片叶片，提取RNA，反转录后cDNA做模板。采用qRT-PCR 检测TaDKR1基因沉默情况(TaDKR1-QF:5'-TGGCACACTGGGTTACATCC-3'； TaDKR1-QR:5'-GCTCCCTTCCTCTTGCACAT-3')。

结果如图5所示：导入BSMV：TaDKR1的CI12633植株中TaDKR1基因表达量被显著降低，得到TaDKR1基因沉默的CI12633(命名为BSMV：TaDKR1-CI12633，简写为BSMV：TaDKR1)；而导入BSMV:GFP的CI12633(命名为BMSV:GFP-CI12633，简写为BMSV:GFP,作为对照)中TaDKR1基因的表达量没有显著变化。

二、被沉默植株的茎基腐病抗性鉴定

步骤一的小麦转染BSMV病毒20天后，采用麦粒接种法，在这些小麦的基部叶鞘与茎间接种假禾谷镰刀菌：将长满假禾谷镰刀菌菌丝的麦粒嵌入到基部第1-2叶鞘之间，菌麦粒置于植株的茎基部，覆土保湿4天，以后每天喷施2次DEPC水。在假禾谷镰刀菌接种30天，对小麦接种茎部位进行茎基腐病的病级鉴定。结果如图6所示，TaDKR1基因表达沉默后的BSMV：TaDKR1植株茎部位的茎基腐病的病斑和平均病级(3.21和3.32) 明显大于对照(BMSV:GFP)植株的病斑和平均病级(1.85和2.04)，表明TaDKR1基因沉默显著降低了小麦CI12633对茎基腐病的抗病能力，上述结果说明TaDKR1是小麦抗茎基腐病反应所需的基因。

三、被沉默植株的纹枯病抗性鉴定

步骤一的小麦转染BSMV病毒20天后，采用菌牙签接种法向植株接种小麦纹枯病致病菌WK207(具体方法：将菌牙签嵌入到植株基部第2叶鞘叶鞘与茎之间，用湿润的脱脂棉将其轻轻包围，保湿4天，以后每天喷施2次DEPC水)。在禾谷丝核菌WK207接种30天后，对小麦接种茎部位进行纹枯病病级鉴定。纹枯病病级鉴定结果表明：如图7所示，TaDKR1基因表达沉默后的BSMV：TaDKR1植株茎部位的纹枯病病斑和平均病级 (2.96和3.10)明显大于对照(BMSV:GFP)植株的病斑和平均病级(2.19和2.08)。这些结果表明：TaDKR1基因沉默显著削弱了小麦CI12633对纹枯病菌的抗病能力，上述结果说明TaDKR1是小麦抗纹枯病所需的基因。

实施例5转TaDKR1基因小麦显著上调了木质素合成基因表达量和木质素含量，进而增强茎秆强度/抗倒伏能力

一、转TaDKR1基因小麦显著上调木质素合成基因的表达量

供试植株：OX-1、OX-2、OX-3分别代表3个独立的转TaDKR1基因小麦株系和未转基因小麦扬麦18作为阴性对照。提取转基因小麦阳性植株与阴性对照扬麦18的总 RNA，反转录得到cDNA，检测TaDKR1、TaCOMT-3D、TaPAL5、TaCCR1基因的相对表达量。采用小麦内源TaActin基因作为内参基因。将小麦扬麦18作为转基因植株的对照植株。

用于定量PCR检测TaDKR1基因的特异引物对：

TaDKR1-QF:5'-TGGCACACTGGGTTACATCC-3'

TaDKR1-QR:5'-GCTCCCTTCCTCTTGCACAT-3'

用于检测内参基因TaActin的引物对：

TaActin-F：5'-GGAATCCATGAGACCACCTAC-3'

TaActin-R：5'-GACCCAGACAACTCGCAAC-3'

用于定量PCR检测TaCOMT-3D基因的特异引物对：

TaCOMT-3D-QF:5'-CATCTACGCCAACGCATT-3'

TaCOMT-3D-QR:5'-GAGGAAACACCAAGCCAAAG-3'

用于定量PCR检测TaPAL5基因的特异引物对：

TaPAL5-QF:5'-ATGCGTGTGCGGTTCTCGTG-3'

TaPAL5-QR:5'-GATGTGCTTGCCTTGGTTCA-3'

用于定量PCR检测TaCCR1基因的特异引物对：

TaCCR1-QF:5'-CGCCAAGAAGTACGCCAAC-3'

TaCCR1-QR:5'-CTTGTTGGGACGGGGTACTC-3'

转基因小麦与未转基因对照小麦植株中木质素合成相关基因的表达量分析见图8。图8中，Yangmai18代表未转基因小麦扬麦18阴性对照，OX-1、OX-2、OX-3分别代表 3个独立的转基因小麦株系。转基因植株中木质素合成相关基因TaCOMT-3D、TaPAL5 和TaCCR1的相对表达量明显高于阴性对照小麦。上述结果说明转TaDKR1基因小麦显著提高了木质素合成基因的表达量。

二、转TaDKR1基因小麦显著上调茎秆中木质素含量

1、转TaDKR1基因小麦的木质素染色明显加深

正常培养供试植株。在分蘖期，取基部第一个叶鞘，用手术刀片徒手切片，将切片材料置于载玻片上，用木质素染色液试剂盒(间苯三酚法，百瑞极BN20595)对切片材料染色，盖上盖玻片，在显微镜下观察并拍照。

转基因小麦与未转基因对照小麦植株中木质素染色结果见图9。图9中，Yangmai18代表未转基因小麦扬麦18阴性对照，OETaDKR1代表转基因小麦株系。转基因植株中维管束染色后红色更深，表明其木质素含量显著高于阴性对照小麦。同时，转基因植株中维管束外围的厚壁细胞数量明显多于对照小麦，见图10。转TaDKR1基因小麦明显提高了植株中维管束外围的木质素含量。

2、TaDKR1过表达显著上调了转基因小麦植株的茎秆木质素含量

用木质素含量检测试剂盒(索莱宝BC4205)对转基因小麦与未转基因对照小麦植株茎基部第一节茎秆的木质素含量进行检测。

操作步骤：1)样本80℃烘干至恒重，研磨，过50目筛，称约3mg于1.5mL的离心管中。

将酶标仪打开预热30min以上，调节波长至280nm,并用冰乙酸调零。

按照木质素含量检测试剂盒说明书添加相应试剂，在280nm波长下测定相应的吸光值A。

计算木质素百分含量。木质素百分含量＝0.13105*(A测定管-A空白管)/样本重量。

转基因小麦与未转基因对照小麦植株中木质素百分含量见图11。图11中，Yangmai18代表未转基因小麦扬麦18阴性对照，OX-1、OX-2、OX-3分别代表3个独立的转基因小麦株系。转基因植株中木质素百分含量(30.85％，34.88％，31.25％)显著高于阴性对照小麦26.34％。上述结果表明，TaDKR1过表达显著上调了转基因小麦植株的茎秆木质素含量。

3、TaDKR1过表达显著上调了转基因小麦的抗倒伏能力

采用植物茎秆强度测定仪(是测定植株抗倒伏能力的专用仪器)参照Miller etal. (Elucidation of the genetic basis of variation for stem strengthcharacteristics in bread wheat by associative transcriptomics.BMC Genomics2016，17,500)，对转基因小麦与未转基因对照小麦植株茎秆进行抗倒伏能力测定。在乳熟期和成熟期相隔测定3次。结果如表6。

表6转基因小麦与对照的茎秆强度

上述结果(表6)表明，TaDKR1过表达显著增强了转基因小麦植株的抗倒伏能力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种蛋白质，其特征在于，是如下任一蛋白质：

A1)氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的蛋白质；

A2)将A1)所限定的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗病性相关的蛋白质；

A3)在A1)或A2)的N末端和/或C末端连接标签得到的融合蛋白质。

2.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B9)中的任一种：

B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；

B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；

B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；

B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；

B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；

B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；

B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；

B8)降低权利要求1所述蛋白质表达的核酸分子；

B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。

3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于，B1)所述核酸分子包括如下1)或2)或3)：

1)编码区如SEQ ID No.2中第27-3170位核苷酸所示的DNA分子；

2)SEQ ID No.3所示编码区的DNA分子；

3)SEQ ID No.2所示的DNA分子。

4.一种植物抗病剂，其特征在于，所述植物抗病剂含有权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述相关的生物材料，所述抗病为抗纹枯病和/或抗茎基腐病。

5.权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料的下述P1-P6中的任一种应用：

P1、权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料在调控植物抗病性中的应用；

P2、权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料在制备提高植物抗病性的产品中的应用；

P3、权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料在培育抗病植物中的应用；

P4、权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料在制备植物抗病产品中的应用；

P5、权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料在植物育种中的应用；

P6、权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述生物材料在增强植物茎秆的强度/抗倒伏性中的应用；

所述抗病为抗纹枯病和/或抗茎基腐病。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述纹枯病由禾谷丝核菌引起，所述茎基腐病由假禾谷镰孢菌引起。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，在所述植物中，权利要求1所述蛋白质的含量和/或活性降低，所述植物的抗病性以及茎秆的强度/抗倒伏性降低。

8.如下任一方法：

方法A：一种培育抗病和/或增强茎秆的强度/抗倒伏性植物的方法，包括如下步骤：提高目的植物中权利要求1所述蛋白质的含量和/或活性或其编码基因的表达量，得到抗病植物；所述抗病植物的抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性高于所述目的植物的抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性；

方法B：一种培育抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性降低的转基因植物的方法，包括如下步骤：降低目的植物中权利要求1所述蛋白质的编码基因的表达量，得到抗病性和/或茎秆的强度/抗倒伏性低于所述目的植物的转基因植物；

所述抗病为抗纹枯病和/或抗茎基腐病。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，提高所述目的植物中权利要求1所述蛋白质的含量和/或活性或其编码基因的表达量是通过将权利要求1所述蛋白质的编码基因导入所述目的植物实现的。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，降低所述目的植物中权利要求1所述蛋白质的编码基因的表达量是通过将与SEQ ID No.4的第1-207位核苷酸所示的DNA片段反向互补的DNA分子导入所述目的植物实现的。

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