ScRGA-6RL2及其编码基因与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种SCRGA-6RL2及其编码基因与应用。
【背景技术】
[0002] 小麦白粉病是一种真菌性气传病害，由专性寄生菌禾布氏白粉病菌（Blumeria graminisf.sp.tritici)引起。小麦白粉病具有生理小种多、变异速度快等特点，严重危 害小麦生产。小麦被白粉病菌浸染后，可导致叶片早枯、分蘖减少、成穗率降低、千粒重下降 等，一般可减产5%-10%，在严重流行年份，减产达30 % #i(Johnson，J.W.，Baenziger，P. S. ,Yamazaki,ff.T. ,Smith,R.T.Effectsofpowderymildewonyieldandqualityof isogeniclinesof'Chancellor'wheat.CropScience，1979，19(3):349_352)。近年来， 我国小麦白粉病的常年发病面积都在600万公顷以上，严重威胁我国的小麦生产和粮食安 全（中国农业年鉴主编委员会.2006.中国农业年鉴）。
[0003] 对于小麦白粉病的防治，通过增加农药施用量和加强田间管理可在一定程度上减 轻白粉病的危害，然而这势必增加小麦的生产成本，降低利润，同时也会引起环境污染等问 题。因此培育和推广抗病品种是防治小麦白粉病最为经济、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)。实际上，人们利用抗病 品种已经有一百多年的历史。自1930年澳大利亚学者Waterhouse首次报道小麦品种Thew 携带一对显性抗白粉病基因以来，各国科学家先后在普通小麦及其近缘种属中发现了数十 个抗白粉病基因，并利用经典遗传学、细胞学、分子生物学和生物信息学等方法，对小麦抗 白粉病基因进行了抗性鉴定、遗传和物理的定位、基因克隆、编码蛋白结构分析、进化分析、 信号传导途径以及在育种中的应用价值等方面的广泛研究。
[0004] 黑麦（SecalecerealeL.)属于禾本科，小麦族，黑麦属。黑麦是小麦育种中抗白 粉病的重要抗源之一。在已鉴定和命名的50多个抗小麦白粉病基因中有4个来自黑麦，即 Pm7、Pm8、Pml7和Pm20,它们分别位于黑麦的2R、1R、IR和6R染色体上。因此，深入开发和 利用黑麦其它优异基因资源将是进一步拓宽小麦遗传基础的有效途径之一（王林生，宋 鹏.黑麦属植物的遗传学研究与利用.生物学通报，2010, 45 (8): 4-7)。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种ScRGA-6RL2及其编码基因与应用。
[0006] 本发明提供的一种蛋白，为如下（1)或（2)所示：
[0007] (I)SEQIDNo. 2 所示的蛋白；
[0008] (2)将SEQIDNo. 2所示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/或添加且功能相同的蛋白质。
[0009] 上述蛋白的编码基因也属于本发明的保护范围。
[0010] 上述编码基因中，所述编码基因为如下中至少一种：
[0011]I)SEQIDNo. 1 所示的DNA分子；
[0012] 2)SEQIDNo. 1中自5'末端起第126位至第3935位核苷酸所示的DNA分子；
[0013] 3)SEQIDNo. 1中自5'末端起第119位至第3941位核苷酸所示的DNA分子；
[0014] 4)在严格条件下与1)或2)或3)限定的DNA分子杂交且编码所述蛋白质的DNA 分子；
[0015] 5)与1)或2)或3)或4)限定的DNA分子具有90%以上的同一性且编码所述蛋 白质的DNA分子。
[0016] 含有上述任一所述编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌也属于 本发明的保护范围。
[0017] -种制备小麦白粉病抗性增强的转基因植物的方法也属于本发明的保护范围，包 括如下步骤：将上述任一所述的编码基因导入出发植物中，得到转基因植物；与出发植物 相比，转基因植物的小麦白粉病抗性增强。
[0018] 上述方法中，所述编码基因是通过重组表达载体导入的，所述重组表达载体是将 所述编码基因插入出发载体PJIT166的多克隆位点得到的。
[0019] 一种制备小麦白粉病抗性下降的转基因植物的方法也属于本发明的保护范围，包 括如下步骤：将大麦条纹花叶病毒的a，P和Y-SCRGA-6RL2三种RNA链导入出发植物中， 得到转基因植物；与出发植物相比，转基因植物的小麦白粉病抗性下降；
[0020] 所述y-ScRGA-6RL2RNA链是通过MluI酶切得到线性化的y-ScRGA-6RL2重组 质粒再经过体外转录得到的；
[0021] 所述Y-ScRGA-6RL2重组质粒是将SEQIDNo. 1中自5'末端起第3396位至第 4103位所示的DNA分子反向插入BSMV-VIGS系统载体中Y质粒的NheI位点得到的；
[0022] 所述反向为SEQIDNo. 1中自5'末端起第3396位至第4103位所示的DNA分子 的表达方向与所述Y质粒的表达方向相反。
[0023] 上述方法中，所述大麦条纹花叶病毒的a RNA链是通过Mlu I酶切得到线性化的 BSMV-VIGS系统载体中a质粒再经过体外转录得到的；
[0024] 所述大麦条纹花叶病毒的PRNA链是通过SpeI酶切得到线性化的BSMV-VIGS系 统载体中P质粒再经过体外转录得到的。
[0025] 上述任一所述的方法中，所述植物为小麦。
[0026] 上述蛋白在提高植物小麦白粉病抗性中的应用也属于本发明的保护范围；
[0027]和 / 或，
[0028] 上述任一所述的编码基因在提高植物小麦白粉病抗性中的应用也属于本发明的 保护范围；
[0029] 所述植物具体为小麦。
[0030] 在感病品种Chancellor叶片细胞中过表达ScRGA-6RL2基因，接种白粉病菌系 E18,吸器指数由58. 95%下降到37. 80%，在另一个对白粉病菌系E18敏感的不含有Pm20基 因的小麦/黑麦6RL/6BS易位系TAM104S中过表达ScRGA-6RL2基因，吸器指数由30. 31% 下降到19. 52%。由此证明，ScRGA-6RL2基因具有抗小麦白粉病的功能。
[0031] 小麦/黑麦6RL/6BS易位系TAM104R的ScRGA-6RL2基因的表达抑制，使其对白粉 病菌系E18的抗性丧失，反应型由0;级变为3-4级。
[0032] 因此，在植物中过表达ScRGA_6RL2可以提高植物对小麦白粉病的抗性，在培育优 良的抗小麦白粉病品种方面具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0033] 图1为大麦条纹花叶病毒（BSMV)载体结构示意图。
[0034] 图2为ScRGA_6RL2基因的表达情况分析。
[0035] 图3为转BSMV植株、Mock植株和转BSMV:ScRGA-6RL2植株接种白粉病菌系E18的 叶片表型。
[0036]图 4 为pJIT166-GUS结构图。
[0037] 图5为小麦叶片细胞瞬时表达系统表型示意图。
[0038] 图6为瞬时过表达ScRGA-6RL2基因的Chancellor和TAM104S叶片细胞接种白粉 病菌系E18后吸器指数变化。
【具体实施方式】
[0039] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0040] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0041] 下述实施例中的百分含量，如无特别说明，均为质量百分含量。
[0042]pMD19_TVector购自TaKaRa公司。
[0043] 小麦/黑麦6RL/6BS易位系TAM104R(Triticumaestivum)在文献"万平，令利军， 周文娟，张文俊，凌宏清，朱立煌，张相岐.小麦锌指蛋白基因的克隆、序列与表达分析.遗 传学报，2004,9:895-900"中公开过，公众可从中国科学院遗传与发育生物学研究所获得。
[0044]BSMV-VIGS系统载体(包括a、P和Y 质粒）在文献"HolzbergS.，Brosio P.,GrossC.,PogueG.Barleystripemosaicvirus-inducedgenesilencingina monocotplant.PlantJ.，2002, 30:315-327"中公开过，公众可从中国科学院遗传与发育 生物学研究所获得。
[0045]白粉病菌系E18(Blumeriagraminisf.sp.tritici)在文献"张海泉，马淑 琴.（2008). 34份粗山羊草抗白粉病性鉴定及遗传分析，植物保护，34(2) :37-40"中公开 过，公众可从中国科学院遗传与发育生物学研究所获得。
[0046] pJIT166 质粒和pJIT166_GUS质粒在文献"FredericA.，CaroleLT.，Carsten L,NiuY.,WangD.W.,AndrewJ.M.VirusInductionofHeatShockProtein70Reflectsa GeneralResponsetoProteinAccumulationinthePlantCytosol.Plant Physiology，2005, 138:529-536"中公开过，公众可从中国科学院遗传与发育生物学研究所 获得。
[0047] 小麦品种Chancellor(Triticumaestivum)在文献"翟雯雯，段霞瑜，周益林，马 慧乾.我国小麦地方品种蚂蚱麦、小白冬麦、游白兰、红卷芒抗白粉病性遗传分析.植物保 护，2008, 1:37-40"中公开过，公众可从中国科学院遗传与发育生物学研究所获得。
[0048]不含有Pm