[发明专利]一个与小麦垂直抗叶锈相关的TaPDRABCG基因

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及小麦TaPDRABCG基因及其编码的蛋白与其在小麦抗叶锈性中的作用，通过VIGS技术将TaPDRABCG基因沉默，反向证明其与小麦抗叶锈性相关。 

背景技术

由小麦叶锈病菌（Puccinia triticinia）引起的小麦叶锈病是小麦的主要病害之一，严重发生时可造成45%以上的产量损失（Kolmer J A，1996）。在我国，小麦叶锈病曾几度大面积流行，造成小麦严重减产。抗病品种的利用是控制该病害的有效方法，揭示小麦抗叶锈性表达机制，对于有效提高小麦的抗叶锈性具有重要的意义。 

ABC转运蛋白（ATP-binding cassette transporters）是一大类跨膜蛋白，广泛存在于自然界生物体中，是生物体中最大的蛋白家族之一（Higgins C F，1992）。最典型的ABC转运蛋白包括：多药抗性蛋白（multidrug resistance，MDR），多药抗性相关蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP），多向耐药蛋白（pleiotropic drug resistance，PDR），其中PDR类仅在植物与真菌中被发现，决定着对一大类从功能、结构上不相关的有毒物质的抗性（Kretzschmar T et al，2011），该类蛋白可以参与植物防卫反应（Jasinski M et al，2001；Stukkens Y et al，2005），与抗灰霉病、抗细菌性病害、抗小麦赤霉病密切相关（Stukkens Y et al，2005；Bultreys A et al，2009；Mitterbauer R et al，2003；尚毅等，2009）。一些PDR类ABC转运蛋白可以受病原物产生的激发子诱导，产生抗菌、抗毒素物质（Sasabe M et al，2002；Hayashi M et al，2002），也有一些则转运抗真菌成分（Kang J U et al，2010；Jasinski M et al，2001）或有毒物质（Mitterbauer R et al，2003）。转运蛋白ABCG是植物免疫系统中的重要组成之一，这些蛋白参与许多次生代谢产物在细胞中的转运（Banasiak J et al，2013；Wang Y et al，2013）。 

关于小麦中PDR类ABC转运蛋白的报道，至今只发现了一个决定等位基因Lr34对小麦叶锈、条锈和白粉病持久抗病性（Krattinger S G et al，2009）的ABCG转运蛋白。本发明中提到的TaPDRABCG基因编码的PDR类ABC转运蛋白与TcLr34中的转运蛋白的相似性仅有47%，而且其来源于TcLr19，说明TaPDRABCG基因是小麦中一个新的ABC基因。分离与小麦抗叶锈相关的ABC转运基因，探明其功能对丰富小麦抗叶锈分子机制理论及开辟新的抗病途径具有重要的意义。 

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一个从小麦中分离得到的新PDR类ABC转运基因，命名为TaPDRABCG基因。 

本发明的第二个目的在于通过VIGS技术证明TaPDRABCG基因与小麦叶锈病的抗性相关。 

一个与抗小麦叶锈病相关的PDR类ABC转运基因TaPDRABCG的cDNA序列如SEQ ID No. 2所示，TaPDRABCG的DNA序列如SEQ ID No. 3所示。小麦抗叶锈病相关基因TaPDRABCG编码的蛋白质，具有序列表中的SEQ ID No. 4所述的氨基酸序列。