[发明专利]一个富含脯氨酸蛋白基因及其表达载体和应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，公开了小麦中一个富含脯氨酸蛋白基因及其表达载体和应用。

背景技术

小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是一种由镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的，严重危害小麦、大麦等小禾谷类和玉米等作物的真菌性病害。一方面，它能使作物产生病害，直接造成作物减产和品质下降；另一方面，收获的粮食由于被脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON)和其他一些单端孢霉烯类毒素所污染，人和动物误食会产生毒害。近年来，随着全球性气候变暖、种植结构的调整、耕作制度和方式的改变，该病在全世界各个小麦种植区迅速蔓延，控制小麦赤霉病的发生发展已经成为世界性的难题。

改良小麦品种抗性、培育和推广抗病品种是控制小麦赤霉病最经济、安全和有效的途径。明确其抗病机制、克隆抗病相关基因，对于防治小麦赤霉病、开展抗病育种具有重要理论指导意义。赤霉病菌具有腐生兼寄生的特性，既能在植物残体上生活，也能在麦类等寄主的活体上生活；小麦对赤霉病抗性具有非小种专化特性，是多基因控制的数量遗传性状，因而赤霉病病原菌与小麦寄主之间的互作关系十分复杂。

小麦抗性分子机制研究是目前小麦赤霉病研究的热点。分析病原菌-寄主互作过程中的基因表达情况，有助于发掘抗病基因和发现关键抗病通路，对于阐明抗病机制具有重要意义。目前，科研工作者利用各种途径和方法，如构建受赤霉病菌诱导表达的cDNA文库、SSH文库，利用双向电泳结合质谱技术、芯片技术，表达谱测序分析等，筛选到一些可能与赤霉病抗性相关的基因或蛋白，如病程相关蛋白、细胞色素P450、葡萄糖基转移酶、ABC转运蛋白等，也发现了与赤霉病抗性相关的信号通路，如茉莉酸途径、乙烯途径等。

地方品种望水白是目前公认的抗赤霉病最好的小麦品种，抗性最为稳定，籽粒DON含量也很低。本实验室利用Affymetrix小麦基因组表达谱芯片对高抗赤霉病小麦品种望水白及其感赤霉病突变体经赤霉菌诱导前后穗组织基因表达特征进行了分析，在望水白中克隆得到一个编码富含脯氨酸蛋白基因，并将该基因转化感赤霉病病小麦品种扬麦158中，可提高赤霉病抗性。

发明内容

本发明的目的是提供一个编码富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3。

本发明的另一目的是提供该基因的表达载体。

本发明的又一目的是提供该基因和表达载体的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3，来自普通小麦（Triticum asetivum L.）地方品种望水白，其核苷酸序列为SEQ ID NO.1。

该富含脯氨酸蛋白基因编码的蛋白质Ta-PRP3，其氨基酸序列为SEQ ID NO.2。

含有所述的富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3的表达载体。

所述的含有权利要求1所述的富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3的表达载体优选以pBI220为出发载体，将权利要求1所述的Ta-PRP3基因插入pBI220的BamH I和Kpn I酶切位点间所得。

所述的富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3在构建抗赤霉病小麦品种中的应用。

所述的含富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3的表达载体在构建抗赤霉病小麦品种中的应用。

有益效果：

本发明从小麦中克隆得到一个富含脯氨酸蛋白基因Ta-PRP3及其所编码的蛋白质Ta-PRP3。将其插入表达载体pBI220，得到的该基因的过量表达载体导入感病小麦品种中，可以提高感赤霉病小麦品种对赤霉病的抗性。Ta-PRP3用于基因工程育种，将其导入易感赤霉病小麦品种中，能够提高小麦的赤霉病抗性。

附图说明

图1利用中国春第三部分同源群缺体-四体材料对Ta-PRP3基因进行染色体定位，将Ta-PRP3定位到3D染色体。

1，水对照；2，中国春(Chinese Spring)；3，N3A/T3B；4，N3A/T3D；5，N3B/T3A；6，N3B/T3D；7，N3D/T3A；8，N3D/T3B；9，望水白

图2Ta-PRP3在望水白、NAUH117受赤霉菌诱导0h、6h、12h、24h、36h、48h、72h后的穗组织中的QRT-PCR表达分析。