[发明专利]一个簇毛麦CERK1-V基因及其所编码的蛋白和应用

说明书

本发明公开了一个簇毛麦CERK1‑V基因及其所编码的蛋白和应用。CERK1‑V的cDNA序列为SEQ ID NO.1及其编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。通过单细胞瞬时表达技术将CERK1‑V基因超表达载体pBI220‑CERK1‑V转化感病小麦品种扬麦158，结果表明瞬间超表达CERK1‑V可以降低扬麦158的吸器指数。超表达CERK1‑V转基因植株，其CERK1‑V的表达量是扬麦158表达量的2‑12倍，其对小麦白粉病表现出中高抗性水平。因此，CERK1‑V可望用于基因工程育种，将其超表达载体pBI220‑CERK1‑V导入易感白粉病小麦品种中，有望提高小麦的白粉病抗性。

技术领域

本发明属于基因工程领域，公开了一个簇毛麦CERK1-V基因及其所编码的蛋白和应用。

背景技术

由专性寄生真菌小麦白粉病菌(Blumeria graminis DC f.sp.tritici)引起的小麦白粉病在我国是小麦(Triticum aestivum L.,2n＝6x＝42,基因组AABBDD)3大真菌病害之一，严重威胁我们小麦安全生产。该病在小麦整个生育期都可发生，并且可侵害小麦地上植株各个部分，以叶片和叶鞘为主，其发病可导致15-30％的产量损失。

随着栽培制度、耕作方式以及气候条件变化的影响，特别是我国大部分栽培品种含有的抗性基因Pm8的抗性丧失，因此近年来我国小麦白粉病危害呈加重趋势。白粉病虽能用杀菌剂防治，但化学防治必然增加人力、物力投入，而且还会引起环境污染等生态问题，因此发掘抗病基因、培育抗病品种是防治小麦白粉病的有效措施。明确小麦抗白粉病的机制，克隆抗病相关基因，可以为小麦白粉病防治、小麦抗白粉病育种提供重要的理论和物质基础。

植物在与病原菌的长期协同进化中，进化出了一套先天免疫系统。位于植物细胞膜上的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)，可以识别病原菌保守的病原物相关分子模式(pathogen association molecular patterns,PAMPs)，触发PTI(PAMPstriggered immunity)反应。病原菌可以分泌效应因子(effectors)干扰或阻碍PTI反应，降低植物的抗病性。植物体外编码NBS-LRR类蛋白可以识别病原菌效应因子，从而触发ETI(effectors triggered immunity)反应，往往伴随着强烈的细胞程序性坏死反应。

目前在小麦克隆的白粉病抗性基因有Pm2，Pm3，Pm8，Pm21以及Pm60均为NBS-LRR类抗性基因。生产的实践发现NBS-LRR类抗性基因一般提供垂直抗性，这种抗性在生产中容易被新的病原菌毒性小种所克服。因此在育种利用中，要结合PTI和ETI的抗性特性，提高抗性的持久性，提高作物的抗谱。

几丁质为N-乙酰葡糖胺通过β连接聚合而成的结构同多糖，是真菌细胞壁结构组成成分。植物体内几丁质受体LysM类PRRs识别几丁质后能触发免疫反应。LysM-RK类PRRs蛋白(CERK类型)存在2个胞外LysM结构域(参与几丁质的识别)、一个跨膜结构域和一个胞内的激酶结构域(参与信号转导)；LysM-RP类PRRs蛋白(CEBiP类型)存在2个胞外LysM结构域(参与几丁质的识别)，在该类蛋白的C末端存在一个GPI(Glycosylphosphatidylinositol)位点，协助其定位于细胞膜上。在拟南芥和水稻基因组中克隆到的多个LysM-RK以及LysM-RP参与几丁质的识别及下游免疫反应。

栽培小麦的近缘物种在长期进化和自然选择过程中，保留了大量的抗病虫害、抗逆、优质等有益基因，是普通小麦品种改良的重要基因来源，因此，研究和利用亲缘物种抗病基因，是改良小麦抗病性的重要途径。簇毛麦(Haynaldia villosa L.,2n＝2x＝14,基因组VV,)是普通小麦的二倍体近缘物种，具有高抗白粉病的优良性状，有望从中获得抗白粉病的功能基因。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一个LysM类受体蛋白激酶基因CERK1-V。