小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因TaVDAC1及其应用

本发明属于生物工程，涉及一种小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1及其应用。

背景技术：

1、小麦的产量与品质对于粮食安全具有重要意义。由禾谷镰孢（ fusarium  graminearum）等真菌引起的小麦赤霉病是小麦三大病害之一。随着全球气温不断升高和耕作制度的不断变化，近年来赤霉病流行的频率和程度显著增加。赤霉病一方面可直接危害小麦穗部，导致籽粒干瘪，严重影响小麦的产量；另一方面，残留在籽粒中的真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（don）可导致小麦籽粒中真菌毒素超标。

2、目前，化学防治依然是防控赤霉病和减少毒素污染的主要手段。然而，随着化学药剂的频繁使用，田间菌株的抗药性日益增强，使得赤霉病的防控形势越来越严峻。抗病育种是防治小麦赤霉病最为经济有效的措施之一。然而小麦赤霉病抗病资源匮乏、抗病机理复杂、挖掘抗病基因的周期长且缺乏主效抗病基因，致使常规分子育种进程缓慢，培育抗病品种存在较大困难。因此，如何创制广谱、持久的抗病材料是防控小麦赤霉病的根本途径和关键技术。

技术实现思路

1、培育抗性品种是防治小麦赤霉病最直接、有效、经济的方法。本发明的目的在于进一步发掘出具有调控小麦抗赤霉病的功能基因，采取有效手段拓展功能基因在提高小麦抗赤霉病方面的应用，为丰富抗病基因资源及分子辅助选育和创制抗病材料提供新的技术思路。

2、基于上述目的，本发明提供了一种小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1及其应用来满足本领域内的这种需要，克服通过化学防治和生物防治小麦赤霉病的技术缺陷。

3、一方面，本发明涉及小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1在小麦抗赤霉病的防御反应中起负调控作用，核苷酸序列如seq id no:1所示。

4、进一步地，本发明提供的小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1编码小麦电压依赖性阴离子通道蛋白，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白的氨基酸序列如seq idno:2所示。

5、进一步地，本发明提供的小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1特异性沉默片段的核苷酸序列如seq id no:3所示。

6、另一方面，本发明涉及一种小麦电压依赖性阴离子通道蛋白tavdac1。所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白由上述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1编码，氨基酸序列如seq id no:2所示。

7、另一方面，本发明涉及一种基因沉默或编辑载体，所述基因沉默或编辑载体包含用于沉默或编辑上述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1。

8、本发明通过试验验证，沉默或编辑小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1能够提高小麦对赤霉病的抗性。由此，本发明进一步请求保护上述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1，或上述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白tavdac1，或上述基因沉默或编辑载体，在小麦抗赤霉病品种培育中的应用。

9、进一步地，在本发明提供的应用中，沉默所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1，提升小麦对赤霉病的抗病性。

10、进一步地，在本发明提供的应用中，通过基因编辑使得所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1缺失，提升小麦对赤霉病的抗病性。

11、与现有技术相比，本发明提供的技术方案具备以下有益效果或优点：

12、本发明提供了一个在小麦抗赤霉病免疫反应中具有负调控作用的小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1。本发明涉及小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1、小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1编码的氨基酸、用于沉默小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1的序列和编辑小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1的序列。

13、小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1在过表达时，小麦对镰孢菌的抗性下降，出现明显的感病情况。采用rna干扰技术，通过沉默电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1的特异性基因片段（seq id no:3），降低其在小麦中的表达量，小麦对镰孢菌的抗性增加。采用crispr-cas9基因编辑技术，在编辑小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1的前提下，小麦对镰孢菌的抗性增加。小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因 tavdac1能用于小麦抗赤霉病种质资源材料选育和创制，解决了小麦易感赤霉病，以及小麦赤霉病防治依赖于农药防治的技术问题。

技术特征：

1.小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1，其特征在于，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1负调控小麦对赤霉病抗性，核苷酸序列如seq id no:1所示。

2.根据权利要求1所述的小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1，其特征在于，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1编码小麦电压依赖性阴离子通道蛋白，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。

3.根据权利要求1所述的小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1，其特征在于，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1的特异性片段的核苷酸序列如seq idno:3所示。

4.一种小麦电压依赖性阴离子通道蛋白tavdac1，其特征在于，所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白由权利要求1所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1编码，氨基酸序列如seq id no:2所示。

5.一种基因沉默或编辑载体，其特征在于，包含用于沉默或编辑权利要求3所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1。

6.权利要求1所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1，或权利要求4所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白tavdac1，或权利要求5所述基因沉默或编辑载体，在小麦抗赤霉病品种培育中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，沉默所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1，或沉默所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1的特异性片段，提升小麦对赤霉病的抗病性。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，通过基因编辑使得所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因tavdac1缺失或失活，提升小麦对赤霉病的抗病性。

技术总结
本发明属于基因工程技术领域，涉及一种小麦线粒体外膜电压依赖性阴离子通道蛋白基因TaVDAC1及其应用。所述小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因TaVDAC1，负调控小麦对赤霉病的抗性。小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因TaVDAC1在过表达后，小麦对赤霉病的抗性下降；沉默或编辑小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因TaVDAC1后，小麦对赤霉病的抗性显著增加。小麦电压依赖性阴离子通道蛋白基因TaVDAC1能用于抗小麦赤霉病种质资源材料选育和创制，提高小麦对赤霉病的抗病性，解决了小麦易感赤霉病，以及小麦赤霉病防治依赖于化学防治的技术问题。

技术研发人员：王秦虎,田晓霖,刘慧泉
受保护的技术使用者：西北农林科技大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27