[发明专利]小麦copine基因TaBON1和TaBON3的抗病应用

说明书

本发明公开了小麦copine基因TaBON1和TaBON3的抗病应用。普通小麦copine基因TaBON1在构建抗白粉病小麦品种中的应用。普通小麦copine基因TaBON3在构建抗白粉病小麦品种中的应用。本发明对普通小麦两个copine基因TaBON1和TaBON3的抗病功能进行了验证分析。研究发现小麦中TaBON1和TaBON3对病原菌的侵染以及温度的改变都会有响应。同时发现将TaBON1和TaBON3沉默后会提高小麦对白粉病的抗性。实验结果表明小麦中的copine基因负调控细胞程序性死亡和小麦对白粉病的抗性。

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，涉及小麦copine基因TaBON1和TaBON3的抗病应用。

背景技术

小麦作为主要的粮食作物之一，为全世界约1/3的人口提供主要的膳食碳水化合物。但是在其生长过程中，它的产量和质量往往受到来自各种病原体的威胁，其中由禾布氏白粉菌 Blumeria graminis f.sp.Tritici(Bgt)引起的小麦白粉病，是全球小麦最严重的病害之一(Yao et al.,2007)。抗性小麦品种的利用是控制小麦白粉病最有效和经济的策略。因此，目前最重要的是从小麦基因组中鉴定新的白粉病抗性基因。

作为定植生物，植物在受到病原菌威胁时不能通过躲藏或逃逸来避免侵害。为了保护自己，植物进化出了至少两层先天免疫系统来防御这些潜在的入侵者(Jones&Dangl,2006)。第一层是病原相关的分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)，如细菌鞭毛和几丁质等，被模式识别受体(pattern-recognition receptors,PRRs)所感知，从而诱导触发的免疫反应，被称为PTI(PAMP-triggered immunity)(Bernoux,Ellis,&Dodds,2011； Jones&Dangl,2006；Segonzac&Zipfel,2011；Zhang&Zhou,2010)。早期的防卫反应主要包括活性氧的高积累、胼胝质的沉积以及相关抗病基因表达的上调，这些反应都是为了抑制或者阻止病原菌的进一步入侵。但是一些病原菌可以通过分泌效应因子，从而抑制植物的基础防卫反应，最终达到成功入侵的目的。为了应对这些效应因子，植物进化出了第二层免疫系统，由病原菌分泌的效应因子被植物的免疫因子(R蛋白)直接或间接地识别，避免病原菌的进一步入侵，从而触发的免疫反应，被称为ETI(effector-triggered immunity)(Jones& Dangl,2006)。在小麦中被鉴定抗白粉病基因已有超过50个(Hao et al.,2015)，其中大部分都是基于“基因对基因”假说的小种特异性抗性基因，但是由于病原体具有很大的进化潜力，这种抗性在大面积推广时容易抗性丧失(McDonald&Linde,2002)。