CN115478075A

CN115478075A - 小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用

Info

Publication number: CN115478075A
Application number: CN202110590874.7A
Authority: CN
Inventors: 吴佳洁; 倪飞; 郑燕燕; 吕波; 付道林
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2022-12-16

Abstract

本发明公开了一种小麦抗条锈病基因及其应用，属于分子遗传学技术领域。本发明分离得到了新的小麦抗条锈病基因YrChr1B，该基因能够有效的调控小麦抗条锈病的能力，丰富了抗条锈病基因资源。本发明发现该基因与小麦抗条锈病表型完全连锁，且该基因的突变会导致小麦对条锈病的抗性丧失，说明该基因能够提供抗条锈病的功能。

Description

小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用

技术领域

本发明涉及分子遗传学技术领域，具体涉及一种小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用。

背景技术

小麦条锈病(Wheat Stripe Rust,or Yellow Rust)是由小麦条形柄锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici.,Pst)引起的一种小麦生长过程中最为常见的病害，其爆发性强、流行频率高、流行范围广且危害程度大，病害流行严重发生时可导致小麦减产30％以上(董淑静等，2009)。

培育抗病品种来防治小麦条锈病具有低成本、高效率、安全可靠和绿色环保的优点。由于小麦条锈菌存在有性生殖过程，其变异速度较快，新的致病小种发生频繁，可导致小麦品种在种植3-5年后丧失条锈病抗性(陈万权等，2013)。生产上急需要抗病性持久、抗性水平较高的小麦品种。培育具有多个抗病基因聚合的持久抗病品种成为抗病育种的主要方向。另外，小麦育种上普遍存在遗传背景狭窄的弊端，抗病资源日渐匮乏。由于小麦基因组巨大并复杂等因素，已知序列的抗条锈病基因的数量非常有限，目前只有Yr5、Yr7、Yr15、Yr18、Yr28、Yr36等抗条锈病基因被成功克隆(Marchal et al.，2018；Klymiuk et al.，2018；Krattinger et al.，2009；Zhang et al.,2019；Fu et al.，2009)，分离新的抗性基因是亟待解决的问题。

土耳其小麦材料PI 178383携带全生育期抗条锈病基因，并被应用到生产品种Moro、Crest等(Line et al.,1992)。在我国大部分地区，该抗源对大多数当地流行的条锈菌生理小种还具有抗性，因此在抗病育种中仍具有重要利用价值。该基因被定位于小麦1B染色体短臂的末端，与分子标记Xsdau79紧密连锁(Yuan et al.，2018)。但是该抗病基因的序列以及编码蛋白信息尚未明确，限制了其在生产上的有效利用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种小麦抗条锈病基因及其应用。该基因可以提供条锈病抗性，在小麦抗条锈病品种的培育中具有重要的应用价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一个新的小麦抗条锈病基因，将其命名为基因YrChr1B，所述基因YrChr1B为：

i)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；或

ii)SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列；或

iii)与i)或ii)的核苷酸序列具有90％或90％以上同一性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或

iv)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核苷酸序列。

其中，YrChr1B基因全长cDNA序列如SEQ ID NO.1所示；YrChr1B基因组全长表达框架，包括启动子、基因组编码区和终止子，其核甘酸序列如SEQ ID NO.3所示。

这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。同一性可以用计算机软件进行评价，例如可采用BLAST算法测定(Altschul et al.1990.Journal of MolecularBiology 215:403-410；Karlin and Altschul.1993.Proceedings of the NationalAcademy of Sciences 90:5873-5877)。

本发明的第二方面，提供一种由上述抗条锈基因YrChr1B编码的蛋白，所述蛋白为如下(A1)-(A3)任一所示的蛋白质：

(A1)由序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(A2)将序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与抗条锈病相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质；

(A3)在(A1)或(A2)中所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。

其中，(A2)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

为了使(A1)或(A2)中的蛋白质便于纯化，可在(A1)或(A2)的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上标签。所述标签可以为Poly-Arg(通常为6个RRRRR)，Poly-His(通常为6个HHHHHH)，FLAG(DYKDDDDK)，Strep-tag II(WSHPQFEK)或c-myc(EQKLISEEDL)。

本发明的第三方面，提供含有上述小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌。

所述重组表达载体可用现有的植物表达载体构建。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pGreen0029、pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表达载体。使用所述基因构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，例如花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子、泛素基因Ubiquitin启动子(pUbi)、胁迫诱导型启动子rd29A等，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本发明的基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子。

本发明的第四方面，提供上述小麦抗条锈病基因YrChr1B、抗条锈病基因YrChr1B编码的蛋白、含有小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌或基因工程植物在如下(1)-(3)任一项中的应用：

(1)植物育种和/或制种；

(2)调控植物条锈病抗性；

(3)植物条锈病防治。

上述应用中，所述植物既可为单子叶植物，也可为双子叶植物。其中，所述单子叶植物可以为禾本科植物，具体如大麦、小麦。

本发明的第五方面，提供一种抗条锈病小麦或大麦的培育方法，所述培育方法包括：将SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因转入小麦或大麦中，获得抗条锈病小麦或大麦；

或者上调小麦或大麦基因组中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因的表达，筛选得到条锈病抗性提高的小麦或大麦植株。

上述培育方法中，将抗条锈病基因转入小麦或大麦中的方法包括：聚乙二醇法、农杆菌介导法或基因枪轰击法。

上述培育方法中，上调小麦或大麦基因组中的抗条锈病基因的表达的方法包括：导入能够激活或提高小麦抗条锈病基因的转录水平或翻译水平或蛋白活性的DNA片段；或者控制特异小RNA分子的合成，上调小麦抗条锈病基因mRNA的积累。

所述特异小RNA分子包括：微小RNA分子(microRNA，miRNA)、干扰小RNA(smallinterfering RNA，siRNA)或人工miRNA(artificial microRNA，amiRNA)。

本发明的第六方面，提供一种培育条锈病抗性降低的小麦或大麦的方法，所述方法包括：抑制小麦或大麦基因组中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因的表达，筛选得到条锈病抗性降低的小麦或大麦植株。

上述方法中，抑制小麦或大麦基因组中的抗条锈病基因的表达的方法包括：突变或敲除小麦或大麦中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示基因的全部或者部分序列；或者使用干扰RNA干扰SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示基因的表达；或者使用基因沉默***使SEQID NO.1或SEQ ID NO.3所示基因沉默。

本发明的第七方面，提供一种用于鉴定小麦抗条锈病基因YrChr1B的分子标记，所述分子标记有2个，分别命名为YrChr1B-GM和YrChr1B-CM。

上述分子标记均可以区分抗条锈病和感条锈病的不同小麦品种；其中：

YrChr1B-GM是基于YrChr1B编码区区域设计的PCR标记，其核苷酸序列如SEQ IDNO.4所示。

用于扩增YrChr1B-GM的引物为YrChr1B-FP1(SEQ ID NO.6)和YrChr1B-RP1(SEQID NO.7)。用引物扩增后，若出现698bp和589bp两条条带，则表示携带小麦YrChr1B基因；若仅出现一条589bp的条带，则建议相应的小麦不抗小麦条锈病。

YrChr1B-CM是基于YrChr1B编码区及3’末端非编码区区域设计的PCR标记，其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。

用于扩增YrChr1B-CM的引物为YrChr1B-FP2(SEQ ID NO.8)和YrChr1B-RP2(SEQID NO.9)。用引物扩增后，若出现一条906bp的条带，则表示携带小麦YrChr1B基因；若没有扩增，则建议相应的小麦不抗条锈病。

本发明的第八方面，提供上述分子标记或扩增分子标记的引物在如下任一项中的应用：

1)小麦或大麦抗条锈病基因的鉴定；

2)麦族植物育种。

本发明的第九方面，提供一种获得携带上述抗条锈病基因YrChr1B的植物细胞的方法，通过转基因或基因组编辑手段而获得。

进一步的，本发明还提供一种获得携带上述抗条锈病基因YrChr1B的植株的方法，由上述方法获得的植物细胞再生成苗。

本发明的有益效果：

本发明分离得到了小麦抗条锈病基因YrChr1B，该基因能够有效的调控小麦抗条锈病的能力，丰富了抗条锈病基因资源。本发明发现该基因与小麦抗条锈病表型完全连锁，且该基因的突变会导致小麦对条锈病的抗性丧失，说明该基因能够提供抗条锈病的功能。

附图说明

图1：抗病型YrChr1B基因的突变导致小麦突变体在苗期高感小麦条锈病；其中1-7为不同的感病突变体，8、9为诱变亲本P10-46。

图2：用Xsdau79标记检测感病突变体；其中1-7为其中的7个感病突变体。

图3：鉴定小麦YrChr1B基因的分子标记YrChr1B-GM；其中HXH为该标记在普通小麦辉县红上的PCR扩增结果；P10-46为标记在诱变亲本P10-46上的扩增结果。Moro和P10-46抗小麦条锈病，辉县红感小麦条锈病；Moro和P10-46携带抗病型YrChr1B基因；辉县红不携带抗病型YrChr1B基因。

图4：标记YrChr1B-CM标记检测F₂群体；其中1-9为部分F₂单株检测结果。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术部分所介绍的，由于小麦基因组庞大且复杂，已经克隆的小麦抗条锈病基因非常有限，生产上急需要新的抗病基因。普通小麦1B染色体携带一个抗条锈病基因，在此简称YrChr1B。围绕该基因，我们利用Moro和普通小麦辉县红杂交，创建了F₂群体，并从中筛选纯合抗病单株，命名为P10-46。用甲基磺酸乙酯(Ethyl methanesulfonate，EMS)诱变1万粒P10-46的种子，创建了突变体库，并从中筛选得到了感病突变体。

我们对诱变亲本P10-46和7份纯合感病突变体材料进行RNA-seq测序，并进行SNP-calling，获取突变体材料和突变亲本P10-46之间的单碱基差异。然后对SNP进行分析，以转录本为单位统计SNP数量，发现转录本transcript/62237上有6个SNP，分别对应6个突变体。

然后我们对P10-46进行了DNA重测序，用获得的转录本比对重测序数据，找到对应的基因序列，用基因序列在Soft Berry(http://www.softberry.com/)上进行基因结构预测，确认基因的全长编码区。

综上，本发明对随机抽选的7份感病突变体进行RNA-seq测序，发现与诱变亲本P10-46相比，其中6个突变体在同一个基因上发生了单碱基突变(EMS诱变突变的碱基是随机的，多个独立突变体在同一个转录本上发生突变的几率极低，如果7个突变体中有7个或6个突变体在同一个转录本上发生突变，则足以证明该转录本的与抗病表型的关系)，因此，本发明将这个基因命名为YrChr1B。YrChr1B基因的全长cDNA序列如SEQ ID NO.1所示；YrChr1B基因编码的蛋白(即YrChr1B蛋白)，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；YrChr1B基因组全长表达框架，包括启动子、基因组编码区和终止子，其核甘酸序列如SEQ ID NO.3所示。

研究发现，YrChr1B基因与小麦抗条锈病表型完全连锁(实施例5)，且该基因的突变会导致小麦抗条锈病表型的丧失。因此，YrChr1B基因可以提供条锈病抗性，在小麦抗条锈病品种的培育中具有重要的应用价值。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本发明实施例和对比例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。未注明详细条件的实验方法是按照常规试验方法或按照供应商所建议的操作说明书进行的。其中：

本发明利用Moro和辉县红作为亲本，创制了杂交F₂群体。为测试它们的抗条锈病水平，本发明利用小麦混合条锈菌接种鉴定。小麦在温室条件下种植，温室配备白天16h光照、温度22-25℃，夜间8h黑暗、温度15-20℃。接种采用注射法或抖粉法，然后在10℃、黑暗和高湿(100％)条件下保持24h，然后转为8h黑暗、温度10℃，16h光照、温度15℃循环，湿度保持在叶尖有水珠。

本发明所涉及的PCR引物及序列见表1。

表1：本发明中应用到的PCR引物

实施例1：感病突变体的筛选

本发明通过用Moro和普通小麦辉县红杂交，创建了F₂群体，并用Xpsp3000标记(Wang et al.,2002)对F_2:3家系进行筛选，鉴定到12个F_2:3家系中其F₂植株携带抗条锈病基因(基于Xpsp3000标记)，且F_2:3家系中抗病和感病单株的分离符合3:1。基于Xpsp3000标记筛选出抗条锈病基因位点纯合的抗病单株P10-46。

我们用甲基磺酸乙酯(Ethyl methanesulfonate，EMS)诱变1万粒P10-46的种子，诱变当代种下后得到了2100余个M₁单株，每10个M₁单株混收为1个混池，共得到了211个混池，编号M1-M211。从每个混池中随机取100粒种子种成4行(M₂植株)，用混合条锈菌孢子(山东农业大学试验田繁殖)进行条锈病接菌，对感病单株提取DNA，用与抗条锈病基因紧密连锁的标记Xsdau79(标记Xsdau79记载在专利CN108004346B中)进行检测，从中筛选得到了15份独立感病突变体(图1、图2)。

实施例2：利用转录组学分离YrChr1B基因

本发明利用RNA-seq测序和三代测序技术，比对分析抗病材料P10-46和7个感病突变体的转录组，并利用GATK(Genome Analysis Toolkit)进行SNP-calling，对SNP进行过滤和分析。总RNA的提取采用TRIzol试剂及相关方法(Life Technologies，Grand Island，NY，USA)。RNA测序涉及的文库构建和高通量双端测序(HiSeq 2500，Illumina；paired-end，PE150)由北京贝瑞和康生物技术有限公司承担(Berry Genomics Company，Beijing，China)。

本发明发现一个新基因，将其命名为YrChr1B基因，其序列如SEQ ID NO.1、SEQ IDNO.3所示。在进行RNA-seq测序的7个突变体中，有6个感病突变体在该基因上发生了单碱基突变。

实施例3：对感病突变体的测序确认

根据该基因设计扩增引物，扩增引物的序列如SEQ ID NO.10、SEQ ID NO.11所示。对实施例2中的7个突变体及另外4个感病突变体扩增后进行测序，将测序数据与突变体亲本P10-46的基因区域比对，发现10个感病突变体在该基因上发生了单碱基突变(表2)。其中，M16、M19、M38、M62、M110、M160、M168的PCR产物测序结果与实施例2中转录组测序的结果一致。

表2：感病突变体中YrChr1B基因的突变情况¹

¹本表格描述了10个突变体在YrChr1B区域的突变情况。

²左侧字母为抗病型YrChr1B基因的碱基，中间数字代表cDNA水平相对于起始密码子ATG的碱基位置，右侧字母为突变后的碱基。

³左侧字母为抗病型YrChr1B蛋白中对应的氨基酸，中间数字代表相对于首位氨基酸的位置，右侧字母为突变后的氨基酸。

实施例4：YrChr1B-GM标记检测YrChr1B基因

YrChr1B-GM标记是基于YrChr1B编码区区域设计的PCR标记，其核苷酸序列如SEQID NO.4所示。

用于扩增YrChr1B-GM的引物为YrChr1B-FP1(SEQ ID NO.6)和YrChr1B-RP1(SEQIDNO.7)。用引物扩增后，若出现698bp和589bp两条条带，则表示携带小麦YrChr1B基因；若仅出现一条589bp的条带，则建议相应的小麦不抗小麦条锈病。

具体方法如下：

1.材料选择

本实施例中采用的植株材料为含有YrChr1B基因的小麦品种Moro、P10-46，不含有YrChr1B基因的小麦品种辉县红。

2.小麦基因组DNA提取，具体方法如下：

(1)利用SDS法提取小麦基因组DNA：植株取新鲜叶片1-2g放置于含有钢珠的2mL离心管中，-20℃或-80℃保存；

(2)在液氮中冷冻脱水并使用组织磨样器研磨成粉末，加入800μL DNA提取液和5μL RnaseA，充分震荡混匀，放置37℃水浴锅中，每隔10min轻摇混匀，30min后取出；

(3)向含有样品的离心管中加入等体积的三混溶液(苯酚、氯仿和异戊醇的比例为25:24:1)，充分震荡混匀，离心10min，转速12,000r/min，此时材料分层；

(4)取1mL枪头，减去顶端约0.8cm。用处理过的枪头吸取600μL上清液于灭过菌的1.5mL EP管中，加入650μL氯仿，颠倒混匀，离心10min，转速12,000r/min；

(5)将上清液倒掉，加入75％的乙醇600μL，轻轻摇晃使沉淀飘起。离心10min，转速12,000r/min；

(6)重复步骤(5)；

(7)将上清液倒掉，置超净工作台吹干。将200μL ddH₂O加入到含有DNA的EP管中溶解DNA。放到4℃冰箱保存备用。

3.引物稀释

将两对引物用超纯水稀释到10μmol/L，保存至-20℃备用；

4.PCR扩增体系和程序如下：

依表3在冰上配制体系。

表3.反应体系组成

配制好反应体系后，在PCR仪上进行PCR扩增，PCR反应程序如下：

95℃预变性3min；

95℃变性15s；

55℃退火15s；

72℃延伸5s；

72℃后延伸5min；

15℃保存。

将PCR扩增产物进行凝胶电泳分析，结果如图3所示。

实施例5：分子标记YrChr1B-CM检测F₂群体

用含有YrChr1B基因的材料Moro和感条锈病材料辉县红杂交，创建了F₂分离群体，共113棵单株，用混合条锈菌孢子接菌后进行表型鉴定。根据该基因序列设计YrChr1B特异的分子标记YrChr1B-CM(其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示)，基于该分子标记，设计了用于扩增YrChr1B-CM的引物为YrChr1B-FP2(SEQ ID NO.8)和YrChr1B-RP2(SEQ ID NO.9)。用引物扩增后，若出现一条906bp的条带，则表示携带小麦YrChr1B基因；若没有扩增，则建议相应的小麦不抗条锈病。用YrChr1B-CM检测上述F₂群体，其中89个单株产生906bp扩增条带，并且表现抗条锈病；其它24个单株无扩增条带，均表现感条锈病，表明该分子标记与抗病表型完全连锁(图4)。

综上所述，突变体突变位点分析结果表明，YrChr1B基因的突变会导致小麦抗条锈病表型的丧失，且对YrChr1B基因分离的F₂群体的分子标记检测结果证明：该基因与小麦抗条锈病表型紧密连锁。因此，YrChr1B基因组全长表达框架(SEQ ID NO.3)的表达提供小麦抗条锈病的能力，该基因的突变会导致小麦抗条锈病性状的丧失。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

SEQUENCE LISTING

<110> 山东农业大学

<120> 小麦抗条锈病基因YrChr1B及其应用

<130> 2021

<160> 11

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 1227

<212> DNA

<213> 小麦

<400> 1

atggagcacg aagaggacag cttcgatgtt gagaatttgg tatgcacccc caccgacgcc 60

gacttgggga tcccgatgtc cccgacccat cttcctcttc ctcttcctct gccacccagc 120

agccgccata tgattatgag caacacagat catgtggtgg ctgaatcatc ggcccaagca 180

gtagcagcag ggaagaaact agaacaagaa ttcgagctcc ccgctgactt gacttgcacc 240

cccaccccca cccccacccc cacggatgtg gagctggtga gggactacct ccgcccagca 300

atccaacgca tgcagccgga ggaacgctcc ctttgggatt tgatcaatgg tcctgcggtt 360

gttaaccctg acctccctac catggacccg tgccaactcc ctgggatgat tgcgcgcaac 420

agcaaagggg ggaatgaatt gagagacaaa tactacctca cggatcataa cgctctagcg 480

tcctttcgct actttcctgg tctccgtaca acaaatgggt attggcaaac acacgcatac 540

cacacggcga tcgaggcaga acacaacagg cttgtggggg tcaagaagac tatgaagttc 600

cacacgtaca cgggggccaa gaccaactgg atcatgaacg tctactattc attggtcgag 660

ggagatttct ttatccagga gggtttagtc ttgtgctatg tattcgagac agactctgca 720

cccgactacg acgacaaccc caaatgcctc ggatgccatc aaggatcatg cagtggatac 780

cacagtggtc aagcattcgc agctccaagc aatgcttcat tcaattcaac atatccagga 840

tccaggccaa tgcaccatca tgatacagag cgccgttccg acccaagact atcctctttc 900

atggcagatc ttgagaaatg cttgcttggt gacactgatg atcctgacaa ctccacagat 960

accggaaact ctagtgcaag aagaggcgac cctccaacgg ctgaccatgg gcagtccaaa 1020

aagcgcaaaa agatctcaga tgtttgggat tacttcacca agatatttgc gcgcgacatc 1080

aatgggaagg tcatggcata tgcggcttgc aaccactgct gcaagatact gtcggccagt 1140

tccaagaacg gcacgtcaca acttgcaagg cacgcgtgcc cgtgcaagtt caaaccagta 1200

gaagctggca gaaatgcgaa ggattaa 1227

<210> 2

<211> 408

<212> PRT

<213> 小麦

<400> 2

Met Glu His Glu Glu Asp Ser Phe Asp Val Glu Asn Leu Val Cys Thr

1 5 10 15

Pro Thr Asp Ala Asp Leu Gly Ile Pro Met Ser Pro Thr His Leu Pro

20 25 30

Leu Pro Leu Pro Leu Pro Pro Ser Ser Arg His Met Ile Met Ser Asn

35 40 45

Thr Asp His Val Val Ala Glu Ser Ser Ala Gln Ala Val Ala Ala Gly

50 55 60

Lys Lys Leu Glu Gln Glu Phe Glu Leu Pro Ala Asp Leu Thr Cys Thr

65 70 75 80

Pro Thr Pro Thr Pro Thr Pro Thr Asp Val Glu Leu Val Arg Asp Tyr

85 90 95

Leu Arg Pro Ala Ile Gln Arg Met Gln Pro Glu Glu Arg Ser Leu Trp

100 105 110

Asp Leu Ile Asn Gly Pro Ala Val Val Asn Pro Asp Leu Pro Thr Met

115 120 125

Asp Pro Cys Gln Leu Pro Gly Met Ile Ala Arg Asn Ser Lys Gly Gly

130 135 140

Asn Glu Leu Arg Asp Lys Tyr Tyr Leu Thr Asp His Asn Ala Leu Ala

145 150 155 160

Ser Phe Arg Tyr Phe Pro Gly Leu Arg Thr Thr Asn Gly Tyr Trp Gln

165 170 175

Thr His Ala Tyr His Thr Ala Ile Glu Ala Glu His Asn Arg Leu Val

180 185 190

Gly Val Lys Lys Thr Met Lys Phe His Thr Tyr Thr Gly Ala Lys Thr

195 200 205

Asn Trp Ile Met Asn Val Tyr Tyr Ser Leu Val Glu Gly Asp Phe Phe

210 215 220

Ile Gln Glu Gly Leu Val Leu Cys Tyr Val Phe Glu Thr Asp Ser Ala

225 230 235 240

Pro Asp Tyr Asp Asp Asn Pro Lys Cys Leu Gly Cys His Gln Gly Ser

245 250 255

Cys Ser Gly Tyr His Ser Gly Gln Ala Phe Ala Ala Pro Ser Asn Ala

260 265 270

Ser Phe Asn Ser Thr Tyr Pro Gly Ser Arg Pro Met His His His Asp

275 280 285

Thr Glu Arg Arg Ser Asp Pro Arg Leu Ser Ser Phe Met Ala Asp Leu

290 295 300

Glu Lys Cys Leu Leu Gly Asp Thr Asp Asp Pro Asp Asn Ser Thr Asp

305 310 315 320

Thr Gly Asn Ser Ser Ala Arg Arg Gly Asp Pro Pro Thr Ala Asp His

325 330 335

Gly Gln Ser Lys Lys Arg Lys Lys Ile Ser Asp Val Trp Asp Tyr Phe

340 345 350

Thr Lys Ile Phe Ala Arg Asp Ile Asn Gly Lys Val Met Ala Tyr Ala

355 360 365

Ala Cys Asn His Cys Cys Lys Ile Leu Ser Ala Ser Ser Lys Asn Gly

370 375 380

Thr Ser Gln Leu Ala Arg His Ala Cys Pro Cys Lys Phe Lys Pro Val

385 390 395 400

Glu Ala Gly Arg Asn Ala Lys Asp

405

<210> 3

<211> 5354

<212> DNA

<213> 小麦

<400> 3

cgagttacca agggaggaag tgagtgaact ctgcttgggt ccagtgggtg gtgcaaccct 60

atggaacacc aaggattctg gcggcgacgt caatgtccca tcatcctaac ttcttgatct 120

ggtcatttct ttaggaatgc ttctagtatt attaaagttc agggtacttg taaagtttga 180

aacttcttaa cagttatagg cggcatgcgt tgaattagac aatgtttgtt ccccctgatg 240

tacattatga ggcaatgaaa gaattgggga gatggtggat ggggcattaa tagggagaga 300

agagaagtag gagaaggaat aactaagtga gggaggtaca ggagggagag gggaaggagg 360

gggggggggg gggaggtggc tgctttgcat agtacaagca tggggtggat aacggtgcta 420

ctactaacct gcatagcagt agcgcgtgtc ggtggcccac cactgctgct aagtggggcc 480

cacctgctga caccgtgcac acatagcggt atcgatgcca aaagaaacgt gctactggta 540

tcgcaatatt agtaccgcgg ttttccccca cggctactac tatgggcagc cttggtcggt 600

ggcgatggga ccacttagca gtagcgcgcc gaggacagcc cacactactg ctactttgct 660

acctgtagtg cctgttcttg cctcacgcta ctagtaatta gcagtaacgc gtctcgcatc 720

cccgtgctac cgatatgatt ctatctatag gctttctcct agtagtgtcg ggatttaagg 780

atctaagatc ccagaaagag cagcttcaca tattgcactg caaccggctt cactctgcat 840

tttctactcc atggagtttg atcgtttggc gttgctccac caactccggg agcggaccca 900

gagttggtgg agcggagagc atccaaacac gctcttagtg tgcacatgaa acgttttttt 960

gataccgttg ggcgttttta aagtacacga tgtacatatt tcttttaata catgttatga 1020

acatttttta aatacatagt caacatttgc tgaaatacac cttgaactat tttatggtaa 1080

taaacatttt ttaaaactac aaaaacaatt tttttcacat attataaata ttttttaaaa 1140

tgtcataaat atttccgaaa cactagatta tttatctgta acgtcacatg cattttttaa 1200

tggtaagaaa tattttgtat attaataaat ttttgtttac attgtataca cattttggag 1260

aaatttcatg tacagttctt tgaaatgcag gaacattttc cattatcaca aacattttct 1320

taatggtatg aacttttttt agttgctcta acacttttat gttgtgttat tttttttaaa 1380

ttatggtttt attttgtaaa aaatttgcca tgcttcgcaa ctaaagttgt catcaacgga 1440

taactaaaga tgccatcaga aaacgtcact ctgtgcattt taaaaccgaa ccaaaaaacc 1500

ataccgaaaa aaaaccgaac caaaacgaat ttattgtttt tatggtttct ggtttcgata 1560

tggtatgaac ttttgatacc gtttcaaatt tcggttttta tggtatatac cgaaaaaccg 1620

aattgttaac caaataaacc gaaataaaaa tatatttata tttcttgagg caaacaagga 1680

tacaaatagt catttttctt gtatagaagt aaaatttcct gcaaagaaca tccctttttt 1740

cctgtaatgt agtattttct tctcttgcaa aaatgctaat cacgtccata gcctttcaag 1800

gcatgaattg aggcatgcat atatacttat ataaagttat acaccgtttg tattataaga 1860

gtatgtgttt tgaattataa atttgtaaaa tatagtatgt gattttcaaa ttcgcgtcaa 1920

ctttggttat tatggtatat acgaaaccat accgaaataa tttggtatat accgaaaccg 1980

aaccatattt taatttcata ccgtataaac cgaagtatta ataccgtaca aaccagaaaa 2040

ccgtataaac cgaactatgc aaaccgcata aaccgaacgc acagagtgaa gaaaacgtca 2100

ggacggaatt gcttcgtgac acacgtgtgg cacttaaaaa tcagaggaag aaagctgacg 2160

tggcagccac gtggccggtt ctcttcattt cggatcgagt ttggctttgt gttagtgact 2220

ttgaatcatt attgcttttt tctcttttaa gattcgagat ttaccgggcc tgtccttgcc 2280

cggcccgcgt cgtgagctct ctcggtcaac gttgttggtt cccaccgggc gccatagatg 2340

tcgactggct gatgcatgca catgcccggc ccgcattccg tcgggtccgg gtacagatga 2400

aggggatgta tatgtttaaa taaggggggg tgggtttgcg ttcttcctcg ctgcaacaac 2460

ccaaaatcca ctttcttccc cccaacgcct cccaaaatcc actttcctga accaaaatcc 2520

aatccactta gccaacgcgt cccaaacatc tgagctctgc ttgaatcggt ggtgcaaatg 2580

gagcacgaag aggacagctt cgatgttgag aatttggtat gcacccccac cgacgccgac 2640

ttggggatcc cgatgtcccc gacccatctt cctcttcctc ttcctctgcc acccagcagc 2700

cgccatatga ttatgagcaa cacagatcat gtggtggctg aatcatcggc ccaagcagta 2760

gcagcaggga agaaactaga acaagaattc gagctccccg ctgacttgac ttgcaccccc 2820

acccccaccc ccacccccac ggatgtggag ctggtgaggg actacctccg cccagcaatc 2880

caacgcatgc agccggagga acgctccctt tgggatttga tcaatggtcc tgcggttgtt 2940

aaccctgacc tccctaccat ggacccgtgc caactccctg gtacgcacgc acttgtctaa 3000

ttcagatttg gcagattaat tgggtgtctc tggcataatc gcacatattt tcacacacac 3060

acacatatcc tctctctctc tctctctgtg tgtgtacgaa tgaatagaat ggattttgca 3120

gggatgattg cgcgcaacag caaagggggg aatgaattga gagacaaata ctacctcacg 3180

gatcataacg ctctagcgtc ctttcgctac tttcctggtc tccgtacaac aaatgggtat 3240

tggcaaacac acgcatacca cacggcgatc gaggcagaac acaacaggct tgtgggggtc 3300

aagaagacta tgaagttcca cacgtacacg ggggccaaga ccaactggat catgaacgtc 3360

tactattcat tggtcgaggg agatttcttt atccaggtat gtaaaattgg ggtcgcattc 3420

tagcatgtaa ctctcagacc atagcatgtt atttgtttgt gcccataatc tttctattgc 3480

gatgtattcc cactgtttaa tgcgtcgctt aatcgatgca ggagggttta gtcttgtgct 3540

atgtattcga gacagactct gcacccgact acgacgacaa ccccaaatgc ctcggatgcc 3600

atcaaggatc atgcagtggt aaccggataa cattatcttt cccttgtata tatatggggt 3660

agcattatag ctcagaacta gcaccttcta aaatgaaatc tgtggatgca tgtttccttc 3720

ttgtctgaag aactccggcc gttcctatct tctctattat tttgtgcacc tgttaatctg 3780

catttctaaa aaccctgtgt gtgatgcagg ataccacagt ggtcaagcat tcgcagctcc 3840

aagcaatgct tcattcaatt caacatatcc aggatccagg ccaatgcacc atcatgatac 3900

agagcgccgt tccgacccaa gactatcctc tttcatggca gatcttgaga aatgcttgct 3960

tggtgacact gatgatcctg acaactccac aggtaagctc gagctagtct catacataga 4020

gatcaattga gaaacctaac taggaaaaca atactagtat atttttttat ttaatgctcc 4080

ctccattcta aaataagtgt ctcaatctta gtacaagttt atactagagc tagtacaaag 4140

ttgagacagt tattttgggc ggagggagta agaaggtagg ccacggtcta cctgcttata 4200

tattccaaaa ccaaaaccaa aaccaaaccc aaggtctgag aattgttccg taaacaagcc 4260

tgtgggacag actctgctca aaataagaca gtcaaggcgt aataagccat acaagagaag 4320

cagaaaaaaa ttgaacagaa acactacaag attatcactg catcgtatta ggctgaatct 4380

tatggtttgt aattgctagc tactcctata gaccaagttg gtggaagtaa taacatatct 4440

tccttttcct ttcccattgg gatcactaga taccggaaac tctagtgcaa gaagaggcga 4500

ccctccaacg gctgaccatg ggcagtccaa aaagcgcaaa aagatctcag atgtttggga 4560

ttacttcacc aagatatttg cgcgcgacat caatgggaag gtcatggcat atgcggcttg 4620

caaccactgc tgcaagatac tgtcggccag ttccaagaac ggcacgtcac aacttgcaag 4680

gcacgcgtgc ccgtgcaagt tcaaaccagt agaagctggc agaaatgcga aggattaaac 4740

taccttatga aactatctgg agtgctccaa gaacgacact tcacaacttt caaggcatgt 4800

gtgctcgtgc aagttcaaac cagtagaagc tggcagaagt gctaaggatt aaactacctt 4860

atgaaactat caggagatat tccttgggat catcatcaac gataaaacac gaacaaaatc 4920

tttatgccca gctaaaaggc attaaagaaa agcgcttgtt gggaggcaac ccaatattta 4980

tctttttttg tgtgtcttta catggttagt actactatac taatcatgtt ttgtatcttt 5040

gctttcaata aagtgccaag aacaactttt tatcgggctt agtttgcaaa tttatgagtt 5100

cttgtgctga aacacaaagt ttactgttag gtcatgaatt ttgatggtta gttggaatgt 5160

gataaaaatc taaaattttg acacagtaag catttataag ttctctgtta cgggtaaatt 5220

tttagaactt ttggagttac aaaagtattt atttaaattc tatttctaca ggctgtcctg 5280

ttttgataga ttgttgttat agttgcattg tttacctatg tttaccaatg tggcttgtgc 5340

actgaaagtt gcgc 5354

<210> 4

<211> 698

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

ccggaaactc tagtgcaaga agaggcgacc ctccaacggc tgaccatggg cagtccaaaa 60

agcgcaaaaa gatctcagat gtttgggatt acttcaccaa gatatttgcg cgcgacatca 120

atgggaaggt catggcatat gcggcttgca accactgctg caagatactg tcggccagtt 180

ccaagaacgg cacgtcacaa cttgcaaggc acgcgtgccc gtgcaagttc aaaccagtag 240

aagctggcag aaatgcgaag gattaaacta ccttatgaaa ctatctggag tgctccaaga 300

acgacacttc acaactttca aggcatgtgt gctcgtgcaa gttcaaacca gtagaagctg 360

gcagaagtgc taaggattaa actaccttat gaaactatca ggagatattc cttgggatca 420

tcatcaacga taaaacacga acaaaatctt tatgcccagc taaaaggcat taaagaaaag 480

cgcttgttgg gaggcaaccc aatatttatc tttttttgtg tgtctttaca tggttagtac 540

tactatacta atcatgtttt gtatctttgc tttcaataaa gtgccaagaa caacttttta 600

tcgggcttag tttgcaaatt tatgagttct tgtgctgaaa cacaaagttt actgttaggt 660

catgaatttt gatggttagt tggaatgtga taaaaatc 698

<210> 5

<211> 906

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 5

catcatgata cagagcgccg ttccgaccca agactatcct ctttcatggc agatcttgag 60

aaatgcttgc ttggtgacac tgatgatcct gacaactcca caggtaagct cgagctagtc 120

tcatacatag agatcaattg agaaacctaa ctaggaaaac aatactagta tattttttta 180

tttaatgctc cctccattct aaaataagtg tctcaatctt agtacaagtt tatactagag 240

ctagtacaaa gttgagacag ttattttggg cggagggagt aagaaggtag gccacggtct 300

acctgcttat atattccaaa accaaaacca aaaccaaacc caaggtctga gaattgttcc 360

gtaaacaagc ctgtgggaca gactctgctc aaaataagac agtcaaggcg taataagcca 420

tacaagagaa gcagaaaaaa attgaacaga aacactacaa gattatcact gcatcgtatt 480

aggctgaatc ttatggtttg taattgctag ctactcctat agaccaagtt ggtggaagta 540

ataacatatc ttccttttcc tttcccattg ggatcactag ataccggaaa ctctagtgca 600

agaagaggcg accctccaac ggctgaccat gggcagtcca aaaagcgcaa aaagatctca 660

gatgtttggg attacttcac caagatattt gcgcgcgaca tcaatgggaa ggtcatggca 720

tatgcggctt gcaaccactg ctgcaagata ctgtcggcca gttccaagaa cggcacgtca 780

caacttgcaa ggcacgcgtg cccgtgcaag ttcaaaccag tagaagctgg cagaaatgcg 840

aaggattaaa ctaccttatg aaactatctg gagtgctcca agaacgacac ttcacaactt 900

tcaagg 906

<210> 6

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 6

ccggaaactc tagtgcaaga aga 23

<210> 7

<211> 28

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 7

gatttttatc acattccaac taaccatc 28

<210> 8

<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 8

catcatgata cagagcgccg ttcc 24

<210> 9

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 9

ccttgaaagt tgtgaagtgt cgttc 25

<210> 10

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 10

atccaatcca cttagccaac gcg 23

<210> 11

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 11

ccttgaaagt tgtgaagtgt cgttc 25

Claims

1.小麦抗条锈病基因YrChr1B，其特征在于，所述基因YrChr1B为：

i)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；或

ii)SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列；或

iv)除i)以外的编码SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的核苷酸序列。

2.由权利要求1所述的抗条锈基因YrChr1B编码的蛋白，其特征在于，所述蛋白为如下(A1)-(A3)任一所示的蛋白质：

(A1)由序列表中SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

3.含有权利要求1所述小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌或基因工程植物。

4.权利要求1所述的小麦抗条锈病基因YrChr1B、权利要求2所述的抗条锈病基因YrChr1B编码的蛋白或权利要求3所述的含有小麦抗条锈病基因YrChr1B的重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌或基因工程植物在如下(1)-(3)任一项中的应用：

(1)植物育种和/或制种；

(2)调控植物条锈病抗性；

(3)植物条锈病防治。

5.一种抗条锈病小麦或大麦的培育方法，其特征在于，所述培育方法包括：将SEQ IDNO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因转入小麦或大麦中，获得抗条锈病小麦或大麦；

或者上调小麦或大麦基因组中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因的表达，筛选得到条锈病抗性提高的小麦或大麦植株；

优选的，将抗条锈病基因转入小麦或大麦中的方法包括：聚乙二醇法、农杆菌介导法或基因枪轰击法；

优选的，上调小麦或大麦基因组中的抗条锈病基因的表达的方法包括：导入能够激活或提高小麦抗条锈病基因的转录水平或翻译水平或蛋白活性的DNA片段；或者控制特异小RNA分子的合成，上调小麦抗条锈病基因mRNA的积累。

6.一种培育条锈病抗性降低的小麦或大麦的方法，其特征在于，所述方法包括：抑制小麦或大麦基因组中SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的抗条锈病基因的表达，筛选得到条锈病抗性降低的小麦或大麦植株。

7.一种用于鉴定小麦抗条锈病基因YrChr1B的分子标记，其特征在于，所述分子标记有2个，分别命名为YrChr1B-GM和YrChr1B-CM；所述YrChr1B-GM的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示；所述YrChr1B-CM的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。

8.用于扩增权利要求7所述分子标记的引物，其特征在于，扩增YrChr1B-GM的引物的序列如SEQ ID NO.6和SEQ ID NO.7所示；扩增YrChr1B-CM的引物的序列如SEQ ID NO.8和SEQID NO.9所示。

9.权利要求7所述的分子标记或权利要求8所述的引物在如下任一项中的应用：

1)小麦或大麦抗条锈病基因的鉴定；

2)麦族植物育种。

10.一种获得携带权利要求1所述抗条锈病基因YrChr1B的植株的方法，其特征在于，通过转基因或基因组编辑手段获得携带抗条锈病基因YrChr1B的植物细胞；再将获得的植物细胞再生成苗。