ScRGA-6RL3及其編碼基因與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種SCRGA-6RL3及其編碼基因與應用。
【背景技術】
[0002] 小麥白粉病是一種真菌性氣傳病害，由專性寄生菌禾布氏白粉病菌（Blumeria graminisf.sp.tritici)引起。小麥白粉病具有生理小種多、變異速度快等特點，嚴重危 害小麥生產。小麥被白粉病菌浸染后，可導致葉片早枯、分蘗減少、成穗率降低、千粒重下降 等，一般可減產5%-10%，在嚴重流行年份，減產達30 % #i(Johnson，J.W.，Baenziger，P. S. ,Yamazaki,ff.T. ,Smith,R.T.Effectsofpowderymildewonyieldandqualityof isogeniclinesof'Chancellor'wheat.CropScience，1979，19(3):349_352)。近年來， 我國小麥白粉病的常年發病面積都在600萬公頃以上，嚴重威脅我國的小麥生產和糧食安 全（中國農業年鑒主編委員會.2006.中國農業年鑒）。
[0003] 對于小麥白粉病的防治，通過增加農藥施用量和加強田間管理可在一定程度上減 輕白粉病的危害，然而這勢必增加小麥的生產成本，降低利潤，同時也會引起環境污染等問 題。因此培育和推廣抗病品種是防治小麥白粉病最為經濟、安全和有效的措施（Dodds，P. N.andRathjen,J.P.Plantimmunity:towardsanintegratedviewofplant-pathogen interactions.NatureReviews:Genetics, 2010, 11 (8) :539-548)。實際上，人們利用抗病 品種已經有一百多年的歷史。自1930年澳大利亞學者Waterhouse首次報道小麥品種Thew 攜帶一對顯性抗白粉病基因以來，各國科學家先后在普通小麥及其近緣種屬中發現了數十 個抗白粉病基因，并利用經典遺傳學、細胞學、分子生物學和生物信息學等方法，對小麥抗 白粉病基因進行了抗性鑒定、遺傳和物理的定位、基因克隆、編碼蛋白結構分析、進化分析、 信號傳導途徑以及在育種中的應用價值等方面的廣泛研究。
[0004] 黑麥（SecalecerealeL.)屬于禾本科，小麥族，黑麥屬。黑麥是小麥育種中抗白 粉病的重要抗源之一。在已鑒定和命名的50多個抗小麥白粉病基因中有4個來自黑麥，即 Pm7、Pm8、Pml7和Pm20,它們分別位于黑麥的2R、1R、IR和6R染色體上。因此，深入開發和 利用黑麥其它優異基因資源將是進一步拓寬小麥遺傳基礎的有效途徑之一（王林生，宋 鵬.黑麥屬植物的遺傳學研究與利用.生物學通報，2010, 45 (8): 4-7)。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的是提供一種ScRGA-6RL3及其編碼基因與應用。
[0006] 本發明提供的一種蛋白，為如下（1)或（2)所示：
[0007] (I)SEQIDNo. 2 所示的蛋白；
[0008] (2)將SEQIDNo. 2所示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/或添加且功能相同的蛋白質。
[0009] 上述蛋白的編碼基因也屬于本發明的保護范圍。
[0010] 上述編碼基因中，所述編碼基因為如下中至少一種：
[0011]I)SEQIDNo. 1 所示的DNA分子；
[0012] 2)SEQIDNo. 1中自5'末端起第80位至第3514位核苷酸所示的DNA分子；
[0013] 3)SEQIDNo.1中自5'末端起第75位至第3524位核苷酸所示的DNA分子；
[0014] 4)在嚴格條件下與1)或2)或3)限定的DNA分子雜交且編碼所述蛋白質的DNA 分子；
[0015] 5)與1)或2)或3)或4)限定的DNA分子具有90%以上的同一性且編碼所述蛋 白質的DNA分子。
[0016] 含有上述任一所述編碼基因的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌也屬于 本發明的保護范圍。
[0017] -種制備小麥白粉病抗性增強的轉基因植物的方法也屬于本發明的保護范圍，包 括如下步驟：將上述任一所述的編碼基因導入出發植物中，得到轉基因植物；與出發植物 相比，轉基因植物的小麥白粉病抗性增強。
[0018] 上述方法中，所述編碼基因是通過重組表達載體導入的，所述重組表達載體是將 所述編碼基因插入出發載體PJIT166的多克隆位點得到的。
[0019] 一種制備小麥白粉病抗性下降的轉基因植物的方法也屬于本發明的保護范圍，包 括如下步驟：將大麥條紋花葉病毒的a，P和Y-SCRGA-6RL3三種RNA鏈導入出發植物中， 得到轉基因植物；與出發植物相比，轉基因植物的小麥白粉病抗性下降；
[0020] 所述y-ScRGA-6RL3RNA鏈是通過Mlu I酶切得到線性化的y-ScRGA-6RL3重組 質粒再經過體外轉錄得到的；
[0021] 所述Y-ScRGA-6RL3重組質粒是將SEQIDNo. 1中自5'末端起第3202位至第 3398位所示的DNA分子按基因表達方向的反向插入BSMV-VIGS系統載體中Y質粒的Nhe I位點得到的；
[0022] 所述反向為SEQIDNo. 1中自5'末端起第3202位至第3398位所示的DNA分子 的表達方向與所述Y質粒的表達方向相反。
[0023] 上述方法中，所述大麥條紋花葉病毒的a RNA鏈是通過Mlu I酶切得到線性化的 BSMV-VIGS系統載體中a質粒再經過體外轉錄得到的；
[0024] 所述大麥條紋花葉病毒的PRNA鏈是通過SpeI酶切得到線性化的BSMV-VIGS系 統載體中P質粒再經過體外轉錄得到的。
[0025] 上述任一所述的方法中，所述植物為小麥。
[0026] 上述蛋白在提高植物小麥白粉病抗性中的應用也屬于本發明的保護范圍；
[0027]和 / 或，
[0028] 上述任一所述的編碼基因在提高植物小麥白粉病抗性中的應用也屬于本發明的 保護范圍；
[0029] 所述植物具體為小麥。
[0030] 在感病品種Chancellor葉片細胞中過表達ScRGA-6RL3基因，接種白粉病菌系 E18,吸器指數由58. 95%下降到35. 20%，在另一個對白粉病菌系E18敏感的不含有Pm20基 因的小麥/黑麥6RL/6BS易位系TAM104S中過表達ScRGA-6RL3基因，吸器指數由30. 31% 下降到19. 96%。由此證明，ScRGA-6RL3基因具有抗小麥白粉病的功能。
[0031] 對抗白粉病菌系E18的小麥/黑麥6RL/6BS易位系TAM104R的ScRGA-6RL3基因 表達進行抑制，小麥/黑麥6RL/6BS易位系TAM104R對白粉病菌系E18的抗性喪失，反應型 由〇;級變為3-4級。
[0032] 因此，在植物中過表達ScRGA-6RL3可以提高植物對小麥白粉病的抗性，在培育優 良的抗小麥白粉病品種方面具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0033] 圖1為大麥條紋花葉病毒（BSMV)載體結構示意圖。
[0034] 圖2為ScRGA_6RL3基因的表達情況分析。
[0035] 圖3為轉BSMV植株、Mock植株和轉BSMV:ScRGA-6RL3植株接種白粉病菌系E18的 葉片表型。
[0036]圖 4 為pJIT166-GUS結構圖。
[0037] 圖5為小麥葉片細胞瞬時表達系統表型示意圖。
[0038] 圖6為瞬時過表達ScRGA-6RL3基因的Chancellor和TAM104S葉片細胞接種白粉 病菌系E18后吸器指數變化。
【具體實施方式】
[0039] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0040] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0041] 下述實施例中的百分含量，如無特別說明，均為質量百分含量。
[0042]pMD19_TVector購自TaKaRa公司。
[0043] 小麥/黑麥6RL/6BS易位系TAM104R(Triticumaestivum)在文獻"萬平，令利軍， 周文娟，張文俊，凌宏清，朱立煌，張相岐.小麥鋅指蛋白基因的克隆、序列與表達分析.遺 傳學報，2004,9:895-900"中公開過，公眾可從中國科學院遺傳與發育生物學研究所獲得。
[0044]BSMV-VIGS系統載體(包括a、P和Y 質粒）在文獻"HolzbergS.，Brosio P.,GrossC.,PogueG.Barleystripemosaicvirus-inducedgenesilencingina monocotplant.PlantJ.，2002, 30:315-327"中公開過，公眾可從中國科學院遺傳與發育 生物學研究所獲得。
[0045]白粉病菌系E18(Blumeriagraminisf.sp.tritici)在文獻"張海泉，馬淑 琴.（2008). 34份粗山羊草抗白粉病性鑒定及遺傳分析，植物保護，34(2) :37-40"中公開 過，公眾可從中國科學院遺傳與發育生物學研究所獲得。
[0046]pJIT166 質粒和pJIT166_GUS質粒在文獻"FredericA.，CaroleLT.，Carsten L,NiuY.,WangD.W.,AndrewJ.M.VirusInductionofHeatShockProtein70Reflectsa GeneralResponsetoProteinAccumulationinthePlantCytosol.Plant Physiology，2005, 138:529-536"中公開過，公眾可從中國科學院遺傳與發育生物學研究所 獲得。
[0047] 小麥品種Chancellor(Triticumaestivum)在文獻"翟雯雯，段霞瑜，周益林，馬 慧乾.我國小麥地方品種螞蚱麥、小白冬麥、游白蘭、紅卷芒抗白粉病性遺傳分析.植物保 護，2008, 1:37-40"中公開過，公眾可從中國科學院遺傳與發育