小麦抗白粉病基因PmTR1及其应用

本发明涉及分子育种，具体为一种小麦抗白粉病基因及其应用。

背景技术：

1、由布氏白粉菌(blumeriagraminisf.sp.tricici)引起的小麦白粉病是导致小麦产量降低的主要病害之一。小麦白粉病发病严重地区甚至会导致减产40% (sun hg, etal., 2018)。虽然化学防治小麦病害可以取得一定的成效，但浪费人力、物力和财力，特别是会造成环境污染。因此，在防治小麦病害上采用育种方法，选育抗病品种是最经济有效的方法。

2、目前，国际上正式命名的小麦抗白粉病基因有80多个，暂时命名的小麦抗白粉病基因有40多个(mcintosh ra, et al., 2021)。然而，随着小麦白粉病菌株的快速变异以及单一抗病基因的广泛利用，许多抗病基因都陆续丧失了抗性。因此，亟需不断开发新的抗病基因资源以应对不断变异的白粉病菌。

3、黑麦是小麦的近缘属，天然异花授粉，含有丰富的抗病、产量和广适性等基因，是小麦抗白粉病基因资源库之一(an dg, et al., 2019)。小黑麦作为小麦和黑麦经远缘杂交育成的新物种，是利用黑麦有益基因的重要桥梁材料。发掘并利用小麦和小黑麦中的优异抗病基因，对于拓宽小麦遗传基础、增加抗源多样性、培育新的抗病品种具有重要的现实意义。

4、克隆抗病基因，阐明其结构和功能，有助于解析植物抗病的本质，为作物抗病育种提供更有利于抗性发挥的育种思路。然而，许多小麦近缘种属由于缺乏高质量的全基因组序列信息，加上外源染色体在导入小麦遗传背景后很难发生重组与交换等问题，使得来源于小麦近缘物种的抗病基因克隆困难重重。目前，黑麦中已经克隆的抗白粉病基因只有 pm8(hurni s, et al.,2013)和 pm17(singh sp, et al.,2018)，但它们在生产上都已经丧失了抗性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种小麦抗白粉病基因及其应用，为培育抗白粉病的小麦品种提供一种新的基因资源和思路。在感病小麦中过量表达pmtr1基因，为培育小麦抗白粉病品种提供一种方法。

2、本发明是通过以下方法实现的：

3、本发明所提供的小麦抗白粉病基因，命名为小麦抗白粉病基因pmtr1，其cdna序列如seq id no.1所示，基因组dna序列如seq id no.3所示。

4、小麦抗白粉病基因pmtr1编码的蛋白质，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

5、所述的小麦抗白粉病基因pmtr1在小麦品种改良中的应用。

6、所述的小麦抗白粉病基因pmtr1在提高小麦抗白粉病中的应用。

7、本发明所提供的小麦抗白粉病基因pmtr1是以小麦-黑麦衍生种质tr1为材料，经过白粉病菌株鉴定、白粉病抗性遗传分析、抗病基因物理定位及转录组分析过程得到。过量表达pmtr1基因能够使感病小麦的白粉病抗性得到显著提高。

8、所述tr1是以八倍体小黑麦为母本、普通小麦为父本进行杂交得到的具有遗传稳定性的衍生种质，命名为tr1。多年田间抗病性鉴定和农艺性状评价表明tr1具有高抗小麦白粉病特性，且综合农艺性状优良。进一步经基因组原位杂交、荧光原位杂交以及黑麦染色体特异标记鉴定，确认tr1为小麦-黑麦t1rs·1bl易位和6r二体附加系。

9、本发明首次提供了黑麦6rs染色体上抗白粉病基因的克隆，并首次在小麦中过量表达了pmtr1基因。本发明所提供的小麦抗白粉病基因pmtr1为培育抗白粉病的小麦品种提供了新的基因资源和思路，对于拓宽小麦遗传基础、遗传改良小麦白粉病抗性具有重要的运用价值。

技术特征：

1.小麦抗白粉病基因pmtr1，其特征在于，其cdna序列如seq id no.1所示。

2.权利要求1所述的小麦抗白粉病基因pmtr1编码的蛋白质，其特征在于，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.权利要求1所述的小麦抗白粉病基因pmtr1，其特征在于，其基因组dna序列如seq idno.3所示。

4.权利要求1所述的小麦抗白粉病基因pmtr1在小麦品种改良中的应用。

5.权利要求1所述的小麦抗白粉病基因pmtr1在提高小麦抗白粉病中的应用。

技术总结
本发明提供了一种小麦抗白粉病基因PmTR1及其应用。所述PmTR1的cDNA序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，全基因组DNA序列如SEQ ID NO.3所示。本发明首次提供了黑麦6RS染色体上抗白粉病基因的克隆，并首次在小麦中过量表达了PmTR1基因。沉默PmTR1能够使抗病小麦转为感病，而该基因的过量表达则会使感病小麦品种Fielder获得抗性。本发明所提供的小麦抗白粉病基因PmTR1为培育抗白粉病的小麦品种提供了新的基因资源和思路，对于拓宽小麦遗传基础、遗传改良小麦白粉病抗性具有重要的运用价值。

技术研发人员：安调过,韩帼豪,何华纲,柳洪,朱姗颖,谷田田,曹丽君,严汉文,靳玉丽,王婧,刘士毓,施志鹏
受保护的技术使用者：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14