乌拉尔图小麦ENHANCEDDISEASESUSCEPTIBILITY1类似基因TuEDS1及应用

本发明属于植物基因工程，具体涉及一种乌拉尔图小麦enhanceddisease susceptibility 1 类似基因 tueds1以及该基因在植物抗性育种中的应用。

背景技术：

1、普通小麦（ triticum aestivum）是一种全球最重要的主粮作物，世界上高达55 %的人口依赖此作物为食，而条锈病、赤霉病以及白粉病等小麦病害严重威胁着小麦生产，对小麦的产量和品质构成了极大的损害。其中，小麦条锈病是由小麦条锈菌( puccinia  striiformisf. sp. tritici， pst)侵染小麦叶片等部位所引发的一种寄生型真菌病害。小麦条锈菌能够危害小麦及其近缘种属植物，一旦侵染、扩散后，生长与寄主体内的菌丝将与植物叶片竞争养分，随后产生的大量夏孢子将覆盖于寄主叶面，阻碍寄主植物的光合作用。由于施用化学药剂往往不断筛选出抗药菌株，而且农药残留还会污染粮食以及生态环境，最终反噬人类，因而培育自身具有抗性的小麦品种是最有效、最经济、最明智的应对策略。而培育抗性品种，需要大量挖掘优良抗源基因并研究其抗性机理，在地方小麦品种及其近缘种属植物中加紧搜寻、研究其所携带的高效抗病相关基因，以应对抗性育种之需，则是当务之急。

2、乌拉尔图小麦（ triticum urartu）是普通小麦a基因组的原始祖先，与普通小麦b、d基因组的供体祖先种（即拟斯俾尔托山羊草和粗山羊草）相比，乌拉尔图小麦在植株形态以及麦穗发育等方面的特性更加接近于普通小麦。g1812是乌拉尔图小麦中的一个材料，它的全基因组序列已经测序完成并公布，其含有7对染色体，基因组大小约5.6 g，功能基因也已基本注释完备。pi428309也是一个乌拉尔图小麦材料，其基因组未经测序，但抗性筛选发现，它具有优良的小麦条锈病以及小麦白粉病的抗性。通过将pi428309与感病乌拉尔图小麦材料g1812杂交，构建遗传定位群体，并利用图位克隆、互补验证等实验方法，我们已经从pi428309中克隆并报道了数个主效、广谱的抗性功能基因，例如小麦白粉病抗性功能基因 pm60，其编码的是一个典型的cc-nbs-lrr（cnl）蛋白。而pi428309中另一抗性基因 yru1，其编码n端带有ankyrin结构域、c端具wrky 结构的特殊cnl蛋白，该蛋白赋予pi428309以小麦条锈病抗性，为小麦抗性育种中提供了优良抗源。

3、小麦抗病基因的克隆和机理研究虽然时有报道，但是目前可用于抗性育种的抗源基因还非常有限，对于其中多数已知抗性基因的免疫机制了解得还相当肤浅。目前，普遍认为植物对病原菌的先天免疫主要包括两个层次，即识别病原菌或损伤相关的分子模式诱导的免疫反应pattern-triggered immunity (pti) 和识别病原菌分泌的效应因子诱导的免疫反应effector-triggeredimmunity (eti)，不同层次之间又存在相互协同和促进关系，因此植物免疫机制中往往涉及到大量而复杂的抗性相关基因。揭示小麦抵御寄生型病原真菌的机理、进而培育优良抗性品种，迫切需要我们进一步克隆和探索更多的小麦抗性相关基因并深入研究它们参与免疫反应的机制。

4、在以上背景内容的基础上，通过对乌拉尔图小麦材料pi428309在接种小麦条锈菌 pst前后的样品进行转录组测序分析，我们发现一个在拟南芥eti反应中起关键作用的蛋白enhanced disease susceptibility 1 在乌拉尔图小麦pi428309中的类似基因 tueds1，在接种条锈菌后转录水平没有显著变化。但是通过基因沉默实验，证实 tueds1对于乌拉尔图小麦材料pi428309的小麦条锈病抗性基因 yru1发挥抗性功能是必不可少的， tueds1参与了yru1介导的条锈病抗性反应。进一步的过量表达实验还证明， tueds1还能够互补水稻 oseds1突变体由于敲除 oseds1而显著减弱的稻瘟病抗性，证明乌拉尔图小麦中的 tueds1在水稻背景中也能发挥抗病功能。我们还发现tueds1能与乌拉尔图小麦中拟南芥activateddisease resistance 1的类似物tuadr1发生互作，而且沉默乌拉尔图小麦材料pi428309的tuadr1也能显著减弱pi428309中yru1介导的小麦条锈病抗性，并且我们还发现tuadr1能够与yru1的coiled-coil（cc）结构域发生互作。tueds1、tuadr1对于yru1发挥抗性功能的作用很可能是感知、传递yru1感知的抗病信号，激活下游免疫反应。通过对乌拉尔图小麦pi428309中tueds1以及tuadr1的抗病功能研究，本发明为小麦抗病育种实践提供了新的高效抗性相关基因，还为揭示小麦条锈病抗性基因 yru1调控免疫反应的机理奠定了坚实的基础。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility 1类似基因 tueds1及其应用，深化对植物抗病基因调控免疫反应机制的理解和探索，为作物抗性育种提供新颖、高效的抗源基因，以培育优良抗性品种。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明首先提供了一种乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility 1 类似基因 tueds1，所述乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility 1 类似基因 tueds1编码区的核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、本发明还提供了一种由上述的乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility1 类似基因 tueds1所编码的蛋白，所述蛋白具有如seq id no.2所示的氨基酸序列。

5、本发明还提供了一种含有上述的乌拉尔图小麦enhanced diseasesusceptibility 1 类似基因 tueds1的重组载体。

6、本发明还提供了一种含有上述的乌拉尔图小麦enhanced diseasesusceptibility 1 类似基因 tueds1的病毒诱导基因沉默载体。

7、本发明还提供了上述一种乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility 1类似基因 tueds1在构建稻瘟病抗性水稻中的应用。

8、本发明还提供了上述一种乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility 1类似基因 tueds1在干扰 yru1条锈病抗性中的应用。

9、本发明的有益效果在于：

10、本发明在乌拉尔图小麦pi428309中克隆得到了enhanced diseasesusceptibility 1 类似基因 tueds1，它能调控乌拉尔图小麦pi428309中条锈病抗性基因 yru1对 pstcyr33的抗性。此外，乌拉尔图小麦enhanced disease susceptibility 1 类似基因 tueds1还能在水稻体内发挥稻瘟病抗性功能，说明该基因在异源植物中也能发挥抗性作用。可见，源于乌拉尔图小麦pi428309的enhanced disease susceptibility 1 类似基因 tueds1具有小麦条锈病抗性功能以及能够在异源植物水稻物中的发挥抗性功能，其在植物抗病育种领域存在重要的运用价值。

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