[发明专利]一个木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A及其表达载体和应用

说明书

本发明属于基因工程领域，公开了一个木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A及其表达载体和应用。该木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A的cDNA序列为SEQ ID NO.1及其编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。该基因来自普通小麦(Triticum asetivum L.)品种扬麦17。将TaRD21A基因插入表达载体pBI220多克隆位点，获得超表达载体pBI220‑TaRD21A，并通过基因枪法转化感病小麦品种扬麦13。T₃代阳性株系赤霉菌接种鉴定结果表明TaRD21A过量表达可以显著提高感病小麦品种扬麦13对赤霉病的抗性。

技术领域

本发明属于基因工程领域，公开了一个木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A及其表达载体和应用。

背景技术

小麦(Triticum aestivum L.)赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是主要由禾谷镰刀菌(Fusarium)引起的真菌病害，广泛发生于世界温暖湿润和半湿润地区，我国长江中下游冬麦区和东北春麦区以及华南麦区(现少有种植)为重发区。近年来，由于秸秆还田、降水增加等原因，赤霉病迅速向黄淮麦区蔓延，已成为我国小麦生产的一大隐患。在2012年的赤霉病全国大流行中，发病面积超过1亿亩，程顺和等调查发现山东省南部和西南部较重，河南省整体偏重，豫南更重，安徽和江苏省普遍发生严重。赤霉病不仅造成大幅度粮食减产，由禾谷镰刀菌产生的赤霉毒素还会严重污染食品和饲料，威胁人畜健康。赤霉病侵染麦穗后籽粒中积累脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和瓜萎镰菌醇(NIV)及其衍生物(4ANIV,3ADON和15ADON)等毒素，是世界公认的强烈致癌物质。只要感染赤霉病，籽粒中就会积累DON等毒素。因此不同国家对食物中DON毒素的含量有着严格的规定，最高容忍度为1.5ppm。赤霉病流行年份中抗至高感赤霉病的品种籽粒中DON毒素往往严重超标，不宜作为动物饲料和食品进入食物链。可见，赤霉病的流行不仅影响粮食安全，而且严重影响食品安全。

多年来选育和推广小麦抗病品种一直是植病学家和育种工作者致力解决和防治小麦赤霉病的主要手段。因此，加强小麦赤霉病抗病相关基因的挖掘利用以及抗病遗传基础的理论研究，对于选育抗赤霉病品种具有重要意义。

小麦品种扬麦17，高抗赤霉病，多年种植对赤霉病表现出了稳定的抗性。因此，开展小麦-赤霉病互作机理研究及重要抗赤霉病相关基因的克隆，对于抗赤霉病育种具有重要的指导价值。本发明利用小麦基因芯片技术从转录组水平上了解小麦与赤霉病互作的基因表达特征，从中筛选了一个在扬麦17中上调表达3倍以上的基因TaRD21A，将该基因转入赤霉病小麦品种扬麦13中使基因超量表达，可显著提高小麦的赤霉病抗性。本发明提供的TaRD21A基因超量表达载体为开展抗赤霉病小麦基因工程育种提供基因基础。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A的表达载体和应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A来自普通小麦(Triticum asetivum L.)扬17，其核苷酸序列为SEQ ID NO.1。

该木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A蛋白质为TaRD21A，其氨基酸序列为SEQ IDNO.2。

含木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A的重组表达载体构建。

所述的重组表达载体优选以pBI220为出发载体，将TaRab18基因插入pBI220的BamH1和KpnI酶切位点间所得。

所述的含木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因TaRD21A的表达载体在抗赤霉病小麦品种中的应用。

有益效果