[发明专利]一种乌拉尔图小麦类受体蛋白激酶基因TuRLK1及其应用

说明书

本发明公开了一种乌拉尔图小麦类受体蛋白激酶基因TuRLK1及其应用。所述乌拉尔图小麦类受体蛋白激酶基因TuRLK1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。试验表明，乌拉尔图小麦类受体蛋白激酶基因TuRLK1不仅对于小麦条锈病抗性功能基因YrU1正常发挥抗性功能至关重要，在感病小麦中单独表达TuRLK1还可以显著提高其小麦白粉病的抗性水平；在拟南芥中异源表达TuRLK1，也可极显著的提升拟南芥的白粉病抗性。因此，乌拉尔图小麦类受体蛋白激酶基因TuRLK1在植物抗性育种中具有较强的应用潜力。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种乌拉尔图小麦类受体蛋白激酶基因 TuRLK以及该基因在植物抗性育种中的应用。

背景技术

小麦（ Triticum aestivum）是一种关系国计民生的重要粮食作物，而小麦条锈病、白粉病等病害严重威胁小麦生长，极大危害小麦的产量和品质。小麦条锈病是由小麦条锈菌( Puccinia striiformis f. sp.  tritici， Pst)引发的寄生型真菌病害；小麦白粉病则是由布氏白粉菌小麦专化型（ Blumeria graminis f. sp.  tritici， Bgt）引起的寄生型真菌病害。它们都能够危害小麦及其近缘种属，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，因而培育具有条锈病、白粉病抗性的小麦品种是最有效的应对策略。而从小麦及其近缘种属中克隆、研究其所携带的高效抗性相关基因以满足抗性育种之需，是目前的当务之急。

乌拉尔图小麦是普通小麦A基因组的野生祖先种，相对于普通小麦的另两个祖先种（拟斯俾尔托山羊草、粗山羊草），其植株形态以及麦穗发育等方面的特性与普通小麦更为相似。其中，乌拉尔图小麦材料G1812的全基因组序列已经测序完成，并拼接成了完整的7条染色体，注释了大量的功能基因。乌拉尔图小麦材料PI428309，对于多个小麦条锈菌菌株和小麦白粉菌菌株都具有优异的抗性。通过图位克隆、互补验证，我们在以往的工作中已经从PI428309中克隆并验证了数个抗性功能基因。其中，Pm60是典型的CC-NBS-LRR蛋白，赋予了PI428309白粉病抗性功能；YrU1是N端带有ankyrin结构域、C端具WRKY 结构的R蛋白，决定了PI428309的条锈病抗性。这些发现为在抗性育种中充分利用PI428309奠定了基础。

但是，目前对小麦抗病基因的挖掘和研究还处于起步阶段，可为抗性育种直接提供的抗源基因还不够丰富，对抗性机制的了解更是较为粗浅。植物对病原菌往往具有多个层次、不同水平的防御模式，不同模式之间又存在互作效应，其中涉及大量而复杂的抗性相关基因。这些状况极不利于科学有效地利用抗性基因以培育广谱持久抗性的小麦品种。因此，为了深入理解植物抵御寄生型病原真菌的机理，进而培育优良抗性品种，也迫切需要我们克隆和探索更多的小麦抗性基因。