本发明涉及分子遗传学,尤其涉及一种小麦抗条锈病yr1bs基因及其分子标记和应用。
背景技术:
1、小麦条锈病是威胁全球小麦生产的重大生物灾害,喷施农药可以控制条锈病危害,但农药大量施用不仅威胁人类食品安全而且对生态环境造成巨大破坏。普通小麦是异源六倍体,经历两次多倍化和驯化后其遗传多样性大幅降低,优异抗病基因遗传基础狭窄,导致多数小麦主栽品种中有效抗条锈病基因缺乏或者现有抗病基因抗性正在逐渐失效的现象。此外,由于条锈菌致病性变异快,新致病小种的出现,常导致小麦品种抗性快速“丧失”,给小麦安全生产造成巨大威胁;
2、目前,我国小麦育种的抗病资源匮乏,现技术已在小麦及其近缘物种中报道84个正式命名(yr1-yr84)和大批暂命名的抗条锈病基因,但由于小麦基因组庞大和复杂性,目前已成功获得基因序列的抗条锈病基因数量非常有限,因此,本发明提出一种小麦抗条锈病yr1bs基因及其分子标记和应用以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明的目的在于提出一种小麦抗条锈病yr1bs基因及其分子标记和应用,该小麦抗条锈病yr1bs基因及其分子标记和应用通过从野生二粒小麦中分离出抗条锈病新基因yr1bs,该基因突变导致小麦丧失抗条锈病的能力,该基因导入感病小麦能够提高条锈病抗性,并设计出分子标记,利用设计的分子标记选择育种、转基因或者基因编辑等技术将yr1bs导入小麦,可使现有小麦植物的抗条锈病水平得到改良,有利于创制和培育抗病小麦材料和新品种。
2、为实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种小麦抗条锈病yr1bs基因,包括所述小麦抗条锈病yr1bs基因从野生二粒小麦中克隆得到的,所述yr1bs基因编码区gdna核苷酸序列如seq id no.1所示,yr1bs基因全长cdna核苷酸序列如seq id no.2所示,yr1bs基因组全长表达框架,包括启动子、基因编码区和终止子,其核苷酸序列如seq idno.3所示,编码蛋白核苷酸序列如seq id no.4所示。
3、一种小麦抗条锈病yr1bs基因的分子标记,鉴定所述小麦抗条锈病yr1bs基因的两组分子标记引物对为t65-cf/t65-r5和t65-f5/t65-r3。
4、进一步改进在于:所述t65-cf是基于yr1bs的5′utr区域设计的pcr标记,所述t65-r5、t65-f5和t65-r3是基于yr1bs的编码区序列设计的pcr分子标记。
5、进一步改进在于:所述引物对t65-cf/t65-r5中引物t65-cf的核苷酸序列如seqid no.5所示,引物t65-r5的核苷酸序列如seq id no.6所示,所述引物对t65-f5/t65-r3中引物t65-f5的核苷酸序列如seq id no.7所示,引物t65-r3的核苷酸序列如seq id no.8所示。
6、一种小麦抗条锈病yr1bs基因及其分子标记在抗条锈病小麦育种中的应用。
7、提供如下a)-e)中任一项所述的dna片段作为抗条锈病基因在植物育种或小麦条锈病防治中的应用。
8、a)seq id no.1、seq id no.3所示的dna片段;
9、b)seq id no.2所示的cdna片段;
10、c)seq id no.4氨基酸序列的cdna片段;
11、d)cdna片段或dna片段,其编码的蛋白在功能上与seq id no.4所示的蛋白等价,但在氨基酸序列上存在一个、数个或数十个氨基酸的替换、删除或插入;
12、e)cdna片段或dna片段,其在严格条件下与a)或b)的dna片段杂交,且编码seq idno.4所示的蛋白。
13、一种小麦抗条锈病yr1bs基因及其分子标记在条锈病抗性降低的小麦育种中的应用;抑制小麦基因组中seq id no.1、seq id no.2、或seq id no.3中至少一项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植株。
14、本发明的有益效果为:本发明通过从野生二粒小麦中分离出抗条锈病新基因yr1bs,该基因突变导致小麦丧失抗条锈病的能力,该基因导入感病小麦能够提高条锈病抗性,并设计出分子标记,利用设计的分子标记选择育种、转基因或者基因编辑等技术将yr1bs导入小麦,可使现有小麦植物的抗条锈病水平得到改良,有利于创制和培育抗病小麦材料和新品种。
1.一种小麦抗条锈病yr1bs基因,其特征在于:包括所述小麦抗条锈病yr1bs基因从野生二粒小麦中克隆得到,所述yr1bs基因编码区gdna核苷酸序列如seq id no.1所示,cdna核苷酸序列如seq id no.2所示,基因组全长表达框架,包括启动子、基因编码区和终止子,其核苷酸序列如seq id no.3所示,编码蛋白核苷酸序列如seq id no.4所示。
2.根据权利要求1所述的一种小麦抗条锈病yr1bs基因的分子标记,其特征在于,鉴定所述小麦抗条锈病yr1bs基因的两组分子标记引物对为t65-cf/t65-r5和t65-f5/t65-r3。
3.根据权利要求2所述的一种小麦抗条锈病yr1bs基因的分子标记,其特征在于:所述t65-cf是基于yr1bs的5′utr区域设计的pcr标记,所述t65-r5、t65-f5和t65-r3是基于yr1bs的编码区序列设计的pcr分子标记。
4.根据权利要求1所述的一种小麦抗条锈病yr1bs基因的分子标记,其特征在于:所述引物对t65-cf/t65-r5中引物t65-cf的核苷酸序列如seq id no.5所示,引物t65-r5的核苷酸序列如seq id no.6所示,所述引物对t65-f5/t65-r3中引物t65-f5的核苷酸序列如seqid no.7所示,引物t65-r3的核苷酸序列如seq id no.8所示。
5.根据权利要求2所述的分子标记在抗条锈病小麦育种中的应用。
6.根据权利要求2所述的分子标记在条锈病抗性降低的小麦育种中的应用。
