[发明专利]美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK、表达蛋白、克隆引物对及其应用

说明书

本发明公开了一种美洲黑杨抗叶锈病的基因PdGsSRK，并公开了其表达蛋白、克隆引物对及其应用。该基因为丝氨酸/苏氨酸激酶(STK)类R基因，在抗叶锈病过程中起着重要的作用。通过对美洲黑杨抗叶锈病基因位点解析，结合基因动态表达分析，确定PdGsSRK基因是调控美洲黑杨叶锈病抗性的关键基因。PdGsSRK基因为培育抗锈病的美洲黑杨新品种提供了重要的基因资源。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK、表达蛋白、克隆引物对及其应用。

背景技术

美洲黑杨是上世纪70年代开始在我国引种栽培，并在我国南方大面积推广的速生杨树。自上世纪90年代以来，杨树锈病开始在我国美洲黑杨人工林中发病，并且发病情况越来越严重，已成为严重影响美洲黑杨人工林产量的主要病害。研究人员对采自美洲黑杨人工林中的杨树叶锈菌，通过扫描电镜形态特征观察，结合分子标记指纹分析，确定了危害我国美洲黑杨人工林的锈菌为落叶松杨栅锈菌(Melampsora larici-populina)。该锈菌具有复杂的转主寄生周期，有5种不同的孢子形态。叶锈病发生会导致杨树提前落叶，光合作用能力减弱，导致木材产量显著下降。目前选育和推广的美洲黑杨良种均感病严重，克隆美洲黑杨抗锈病基因是加速抗病良种培育的基础。

美洲黑杨抗锈病遗传位点被定位在杨树第19号染色体末端。杨树基因组中存在400多个抗病基因，其中抗锈病位点目标区间存在一个由43个抗病基因构成的基因簇。由于抗病基因与病原菌的相互识别存在高度的特异性，在大量紧密连锁的R基因簇中识别出抗M.larici-populina病原菌的特异抗病基因，是一个迄今尚未解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种美洲黑杨STK类抗病基因PdGsSRK，是美洲黑杨抗M.larici-populina浸染的关键基因。本发明的另一目的是提供一种PdGsSRK基因在美洲黑杨基因工程育种中的应用，为培育抗锈病的美洲黑杨新品种提供了有用的基因资源。

技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：

一种美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK的表达蛋白，其氨基酸序列如SEQID NO.2所示。

上述的美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK的克隆引物对，其核苷酸序列如SEQID NO.3和SEQ IDNO.4所示。

上述的美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK在美洲黑杨抗叶锈病育种中的应用。

上述的美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK在提高美洲黑杨抗叶锈病能力中的应用。

上述的美洲黑杨抗叶锈病的抗病基因PdGsSRK的鉴定方法，包括以下步骤：

(1)获取美洲黑杨基因组抗锈病目标区间序列；

(2)分别选取美洲黑杨抗叶锈病、感叶锈病品种的材料，进行锈菌接种实验，对转录组的动态表达进行分析；

(3)结合美洲黑杨抗叶锈病目标区间和转录组数据鉴定得到抗病基因PdGsSRK。

优选的，步骤(2)中对转录组的动态表达进行分析的具体步骤为：分别提取美洲黑杨抗叶锈病、感叶锈病品种在不同接种时间点的叶片的总RNA，富集出mRNA，反转录并合成双链cDNA，经纯化后，对cDNA进行末端修复、加A并连接测序接头，构建cDNA文库，分别对应于两种对比基因型在8个不同接种时间点采集的样本，进行转录组测序；