[发明专利]植物抗黄矮病关键蛋白TiRB及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物抗黄矮病关键蛋白TiRB及其编码基因和应用。

背景技术

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒（barley yellow dwarf virus，BYDV）引起的小麦重要病害，小麦一旦感染即无药可治,造成小麦减产和品质下降，因此黄矮病也称为“小麦黄色瘟疫”及“小麦癌症”。黄矮病在世界各麦区均有发生。因小麦黄矮病危害，1978年美国小麦减产60%～80%，1988年德国冬小麦减产40%，每年澳大利亚因黄矮病损失约3000万美元。新西兰、阿根廷、土耳其、突尼斯、匈牙利等40多个国家均有黄矮病的发生。我国的西北、华北部分地区和东北曾于1966年、1970年、1973年、1978年、1980年、1987年、1999年大面积发生黄矮病，仅1999年陕西、山西等麦区就因黄矮病造成小麦减产20%～30%，个别严重麦区减产超过50%，小麦产量损失达数亿公斤。近年来，由于暖冬等气候变化，传播大麦黄矮病毒的麦蚜在我国日益严重，小麦黄矮病已遍及陕西、山西、甘肃、四川、宁夏、内蒙古、河北和江苏等多个小麦产区。因此，黄矮病的防治对于保证小麦高产稳产和农业持续发展非常重要，选育抗黄矮病小麦新品种，是防治该病害最经济有效的途径。

大麦黄矮病毒由蚜虫介导和传播。根据病毒血清型及其介体蚜虫的种类，大麦黄矮病毒被分为BYDV-PAV株系、BYDV-MAV株系、BYDV-GAV株系、BYDV-GPA株系、CYDV-RPV株系、SGV株系和RMV株系。BYDV-GAV株系为我国主流株系。

优良可利用的抗病基因是抗病育种的前提。迄今为止，小麦初级基因库中尚未发现真正有效的抗性基因。中间偃麦草（小麦近缘植物）高抗或免疫大麦黄矮病毒的多个株系，已作为抗源得到了应用和深入研究。中间偃麦草7Ai#1染色体长臂上携带1个抗黄矮病基因Bdv2。国内外科学家利用中国春ph突变体诱导部分同源染色体配对和组织培养两条途径，将携带抗黄矮病基因Bdv2的7Ai#1染色体长臂端部片段易位到小麦染色体7D长臂端部，成功地选育、鉴定出一批抗黄矮病的小麦-中间偃麦草T7D·7Ai#1L易位系，包括YW642(H960642)、YW443、YW243以及TC5-TC10、TC14等（Banks,P.,Larkin,P.,Bariana,H.,Lagudah,E.,Appels,R.,Waterhouse,P.,Brettell,R.,Chen,X.,Xu,H.,Xin,Z.,Qian,Y.,Zhou,M.,Cheng,Z.,and Zhou,G.The use of cell culture for sub-chromosomal introgressions of barley yellow dwarf virus resistance from Thinopyrum intermedium to wheat.Genome.1995，38:395-405；张增艳,马有志,辛志勇等，1998，应用基因组原位杂交技术鉴定抗黄矮病小麦新种质,中国农业科学,31(3)：1-4;张增艳,辛志勇,马有志等,Mapping of a BYDV resistance gene from Thintermedium intermedium in wheat background by molecular markers,Science in China(Series C),1999,42(6):663-668；张增艳、辛志勇、陈孝等，抗黄矮病小麦新品系YW443的分子细胞遗传学鉴定，遗传学报,2000,27(7):614～620；谢皓，陈孝，张增艳，辛志勇，林志珊，杜丽璞，马有志，徐惠君，抗黄矮病小麦新品系YW243的选育和细胞分子生物学鉴定，作物学报，2000，26（6）：687-691；Xin,Z.,Zhang,Z.,Chen,X.,Lin,Z.,Ma,Y.,Xu,H.,Banks,P.,and Larkin,P.Development and characterization of common wheat-Thinopyrum ntermedium translocation lines with resistance to barley yellow dwarf virus.Euphytica.2001，119:161–165），发现携带抗黄矮病基因Bdv2的中间偃麦草染色体7Ai#1长臂（7Ai#1L）端部小片段易位到小麦染色体7D长臂端部（张增艳,辛志勇,马有志等,Mapping of a BYDV resistance gene from Thintermedium intermedium in wheat background by molecular markers,Science in China(Series C),1999,42(6):663-68；Banks,P.,Larkin,P.,Bariana,H.,Lagudah,E.,Appels,R.,Waterhouse,P.,Brettell,R.,Chen,X.,Xu,H.,Xin,Z.,Qian,Y.,Zhou,M.,Cheng,Z.,and Zhou,G.The use of cell culture for sub-chromosomal introgressions of barley yellow dwarf virus resistance from Thinopyrum intermedium to wheat.Genome.1995，38:395-405）。研究发现，携带抗黄矮病基因Bdv2的小麦-中间偃麦草易位系YW642、YW443、YW243、TC14等高抗大麦黄矮病毒，理论上说，这些易位系应该可以做为抗黄矮病小麦育种中易于利用的抗性种质。然而，这些易位系并没有成功地育成多少抗黄矮病小麦新品种，可能与携带抗黄矮病基因Bdv2的染色体7Ai-#1L片段存在着不利的连锁累赘有关。因此，迫切需要从抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642等材料中分离克隆出7Ai-1L上抗黄矮病的重要基因，研究其抗性作用分子机制，并应用于基因工程育种，以高效地培育抗黄矮病、高产、优质的小麦新品种。