[发明专利]GmPGIP3蛋白及其编码基因在培育抗根腐病和抗全蚀病植物中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及GmPGIP3蛋白及其编码基因在培育抗根腐病和抗全蚀病植物中的应用。

背景技术

小麦根腐病是小麦生产上一种难以防治的世界性小麦土传病害。近年来，在一些地区小麦根腐病害已经由次要病害上升为主要病害，如我国华北麦区、黄淮麦区和东北麦区许多麦田均发现因根腐病造成的枯白穗。小麦根腐病是多元性复合侵染的病害，主要病原菌为禾旋孢腔菌[无性态为Bipolaris sorokiniana(Sacc.Ex Sorok.)Shoem.，有性态为Cochliobolus sativus(Ito et Kurib.)Drechsl]。小麦根腐病是全生育期典型的多阶段性病害，从苗期到抽穗结实期都能发生。一般减产10%～30%，严重地块减产超过50%。不仅如此，受害小麦的品质和商品价值也有很大损失。目前，生产上缺乏对小麦根腐病有效的化学药剂，化学防治效果较差。小麦根腐病的抗性遗传背景复杂，抗病种质资源较少且至今未找到免疫品种，抗根腐病小麦常规育种进展缓慢。因此，发掘、利用重要的抗病相关基因,开展抗根腐病的小麦基因工程育种非常重要。

小麦全蚀病又称立枯病、黑脚病，是由子囊真菌--禾顶囊壳禾谷变种【Gaeumannomyces graminis var.graminis(Sacc.)Walker】和禾顶囊壳小麦变种【Gaeumannomyces graminis(Sacc.)Arx et Oliver var.tritici(Sacc.)Walker】引起的典型根部病害，是小麦的毁灭性病害，引起植株成簇或大片枯死，降低有效穗数、穗粒数及千粒重，造成严重的产量损失。该病在小麦苗期和成株期均可发生，以快成熟时病株症状最为明显，表现点片麦芒和麦穗发白。该病与小麦其他根腐型病害区别在于种子根和次生根变黑腐败，茎基部生有黑膏药状的菌丝体。该病原菌寄主范围较广，能侵染10多种栽培或野生的禾本科植物，如小麦、大麦、黑麦、燕麦、水稻等。目前，生产上缺乏对小麦全蚀病有效的化学药剂，化学防治效果较差。

由于小麦根腐病和全蚀病属于土传病害，培育和利用抗病品种是防治小麦根腐病和全蚀病最经济有效的措施之一。目前，生产上大面积推广品种和育种材料对根腐病、全蚀病的抗性普遍较差，常规抗病育种进展缓慢，一方面是由于这些土传病害的抗性鉴定和选择比较困难，单株选择很不可靠；另一方面是缺乏高抗根腐病、全蚀病的小麦种质资源。因此，通过常规育种手段很难有效进行小麦根腐病、全蚀病的抗性育种。

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibiting protein，PGIP)是一种富含亮氨酸重复区域的细胞壁结合蛋白，能特异性结合和抑制真菌内切多聚半乳糖醛酶（endopolygalacturonases，PGs）活性。大豆的PGIP蛋白分为四个家族，分别命名为GmPGIP1-4。

发明内容

本发明的目的是提供GmPGIP3蛋白及其编码基因在培育抗根腐病和抗全蚀病植物中的应用。

本发明提供了一种培育转基因植物的方法，是将GmPGIP3蛋白的编码基因导入目的植物中，得到抗病性高于所述目的植物的转基因植物；

所述GmPGIP3蛋白是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1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/或添加且与植物抗病性相关的由序列1衍生的蛋白质。

所述抗病可为抗根腐病和/或抗全蚀病。所述目的植物可为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物具体可为小麦，如小麦品种扬麦18。所述根腐病致病菌具体可为为平脐蠕孢菌（Bipolaris sorokiniana）。所述全蚀病致病菌具体可为Gaeumannomyces graminis var.tritici(Ggt)。

所述GmPGIP3蛋白的编码基因具体可为如下1）至3）中任一所述的DNA分子：1）序列表中序列2所示的DNA分子；2）在严格条件下与1）限定的DNA序列杂交且编码植物抗病性相关蛋白的DNA分子；3）与1）限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物抗病性相关蛋白的DNA分子。

上述严格条件可为在0.1×SSPE（或0.1×SSC）、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。

所述编码基因具体可通过重组表达载体导入所述目的植物中。