小麦WRKY转录因子基因TaWRKY40及其应用

本发明属于农业生物，尤其涉及一种小麦转录因子基因 tawrky40及其应用。

背景技术：

1、小麦病虫害严重影响小麦（ triticum aestivum）的产量和质量。其中，由条形柄锈菌小麦专化型（ puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的小麦条锈病是一种危害极其严重的流行性真菌病害，不断寻找新抗原、选育新的抗条锈病品种，并保持抗病的持久性，是小麦抗条锈病研究和小麦育种工作者面临的难题。

2、植物先天性免疫系统通过两层系统来对抗入侵的病原微生物。当通过质膜定位的模式识别受体（prr）感知到称为微生物/病原体相关分子模式（mamps/pamp）的保守分子结构时，就会触发植物免疫的第一层。由该模式触发的免疫称为pamp /模式触发免疫（pti）；适应的病原菌获得了许多抑制植物免疫的毒力机制，例如通过分泌效应蛋白来抑制植物免疫。作为对策，植物进化出先天免疫系统的第二层，以直接或间接识别这种效应蛋白，从而引发效应蛋白触发的免疫（eti）。

3、在植物生长发育和应答外界环境刺激中，存在复杂的调控网络及其信号传导，而转录因子在其中扮演着十分重要的角色。最近的进展表明，信号整合是由转录因子（tf）调节网络决定的。转录重编程是植物免疫力的主要特征，并受离散转录复合物中相关的tf和共调节蛋白的控制。转录因子（反式作用因子）通过与靶基因上游特定的dna元件（顺式作用元件）结合，来激活或抑制靶基因的转录活性，进而调控靶基因的时空特异性表达。

4、wrky转录因子是一类广泛存在于高等植物中的转录因子超级家族，是调控植物许多生物过程的信号网络的组成部分。wkry转录因子具有多种生物学功能，在植物的生长发育和衰老、非生物和生物胁迫等过程中发挥着重要的作用。在dna水平上，wrky转录因子可与靶基因启动子中的w-box ttgac（c/t）结合，通过自调节叉调节激活或抑制下游基因的表达调控其反应。在蛋白水平上，wrky转录因子可以与多种蛋白相互作用，包括map激酶、组蛋白去乙酰化酶、抗性r蛋白、多种转录因子等，以调节植物的生长发育或各种应激反应。因此从dna和蛋白水平研究小麦与条锈菌互作过程中转录因子调控抗病信号通路，揭示转录因子抗条锈病的分子机理，对于优良抗性品种的培育、抗性品种的合理利用及小麦条锈病的持久控制具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种小麦转录因子基因 tawrky40，可以利用该基因改良小麦及其他作物的抗病性状，培育出抗病转基因新品种。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种小麦wrky转录因子基因 tawrky40，包含所述基因 tawrky40全长的开放阅读框，所述开放阅读框具有如seq id no.1所示的核苷酸序列。

3、本发明验证了 tawrky40基因在条锈菌侵染下的表达谱，据此得出所述基因 tawrky40受小麦条锈菌诱导表达。

4、进一步地，所述基因 tawrky40及其编码的小麦wrky转录因子tawrky40与小麦抗条锈病免疫调控相关。

5、所述基因 tawrky40在小麦抗条锈病免疫反应中具有正调控作用。小麦植株对外源病菌的防御能力或程度与所述基因 tawrky40的表达量正相关，即过表达所述基因 tawrky40可增强小麦对条锈病病菌的抗性。

6、采用rna干扰技术沉默 tawrky40基因的表达，小麦对条锈菌的抗病性降低。进一步得出，所述基因 tawrky40具有核苷酸序列如seq id no.2所示的特异性基因片段，沉默所述特异性基因片段可降低所述基因 tawrky40的表达量。

7、所述基因 tawrky40是小麦wrky转录因子tawrky40的编码基因，其在植物体内过量表达时，可以通过增强植物的pti途径赋予植物一定的抗病性。由此，本发明进一步给出一种小麦wrky转录因子tawrky40，其由所述的基因 tawrky40编码。小麦wrky转录因子tawrky40与小麦抗条锈病免疫调控相关。

8、如上所述，基因 tawrky40在小麦抗条锈病的防御反应中起正调控作用，可以利用该基因改良小麦及其他作物的抗病性状，培育出抗病转基因植物新品种。为此，本发明请求保护所述的小麦转录因子基因 tawrky40，以及所述的小麦wrky转录因子tawrky40及它们在小麦抗条锈品种培育中的应用。本领域普通技术人员结合现有技术，可以实现所述基因 tawrky40在小麦植株体内的过量表达，提高小麦植株对外源病菌的防御能力或程度。

9、为利用所述基因 tawrky40及其编码的小麦wrky转录因子tawrky40创制小麦抗病材料，本发明提供了一种小麦抗条锈品种培育方法。该方法实现在小麦植株体内过表达所述的小麦wrky转录因子基因 tawrky40，增强小麦对条锈病病菌的抗性。

10、本发明还请求保护一种表达载体，其包含所述的小麦wrky转录因子基因 tawrky40全长的开放阅读框，所述开放阅读框具有如seq id no.1所示的核苷酸序列。为进一步拓展所述基因 tawrky40的应用领域或途径，本发明还请求保护一种表达载体，其包含所述基因 tawrky40具有核苷酸序列如seq id no.2所示的特异性基因片段。

11、为了完整无异议地理解本发明的技术方案，需要补充说明的是，本发明所述小麦wrky转录因子基因用倾斜字体“ tawrky40”表示，所述小麦wrky转录因子蛋白用非倾斜字体“tawrky40”表示。当然，本领域普通技术人员根据本发明的记载，可以清楚、完整地理解相关基因及其编码蛋白的含义与表述。

12、通过实施本发明的技术方案，可以达到以下有益效果：

13、（1）与传统的抗病育种技术相比，植物抗病基因工程技术可以突破物种间的生殖隔离和远缘杂交不亲合性，在较短的时间内实现目标性状的定向改良，给作物提供更为全面而持续、广谱且特异的保护。

14、（2）本发明通过基因功能研究，发现 tawrky40基因在小麦抗条锈病的防御反应中起正调控作用，即 tawrky40基因能够提高小麦抗条锈病的能力。

15、（3） tawrky40基因在植物体内过量表达时，可以转录激活一系列下游抗病功能基因的表达，赋予转基因植物良好的抗病效果。