[发明专利]小麦白粉病抗性基因PmR2及其克隆与应用

说明书

本发明提供了小麦白粉病抗性基因PmR2及其克隆与应用。所述PmR2的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明还提供了基因PmR2的等位基因PmR2‑a和PmR2‑b，它们分别来源白粉病抗性乌拉尔图小麦材料PI428210和PI428215。PmR2‑a、PmR2‑b的基因编码序列如SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.5所示。PmR2‑a和PmR2‑b的基因编码序列与PmR2比较具240 bp缺失或插入的差异，但是蛋白功能间却有相似性，二者在抗性育种中也具有应用潜力。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。具体涉及从乌拉尔图小麦材料中，定位、克隆、验证小麦白粉抗性基因PmR2以及该基因在白粉病抗性育种中的应用，还涉及该基因的两个等位功能基因。

背景技术

小麦（Triticum aestivum）是一种非常重要的旱作粮食作物，而小麦白粉病是其主要病害之一，可极大降低小麦的产量和品质。小麦白粉病是由布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis forma specialis tritici）引起的，主要危害小麦及其近缘种属，该菌与作物叶片竞争养分并阻碍其光合作用。由于施用化学药剂对该病原菌的控制效果非常有限，而且会污染粮食以及生态环境，因而培育具有白粉病抗性的小麦品种是最有效的应对策略。从小麦及其近缘种属中克隆、研究其所携带的高效抗源基因以满足抗性育种之需是目前的当务之急。

在小麦属以及小麦近缘属中正式命名了约50个对白粉病具有抗性的位点。其中Pm1，Pm3，Pm4，Pm5等位点内发现了多个等位基因，已命名的位点，部分也被认为存在等位性，如Pm8与Pm17，Pm21与Pm31，Pm16与Pm30，Pm18/Pm22与Pm1，Pm23与Pm4c等。目前命名的位点绝大多数都只处于初步定位阶段，要将其高效的用于育种实践以及研究它们的抗性机制还有待更加深入的工作。

截至目前，只有Pm3（(Yahiaoui et al., 2004)，Pm38 (Lr34) (Krattinger etal.,2009)两个位点内的抗性基因被以图位克隆的方式获得。Pm3位点上的Pm3b是第一个被克隆的小麦白粉病抗性基因，它编码一个CC-NBS-LRR类型的抗病蛋白，其与后续被发现的功能等位基因之间的序列差异很小，但是抗性基因之间的抗谱却有不同(Yahiaoui etal., 2009)。Pm38定位于小麦染色体7DS上，功能蛋白是一个腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（ATP-binding cassette transporters）。该蛋白在成株阶段能对白粉病、叶锈病、条锈病均表现出部分抗性。该蛋白与拟南芥中的PEN3属于同一蛋白家族，因此可能与PEN3的功能相似，也表现出非寄主抗性特点，即可以加快抗菌代谢物的分泌运输，从而抑制病原菌的生长。