本發(fā)明屬于基因工程育種，具體涉及小麥廣譜多抗基因wai-a1的克隆及其應用。

背景技術(shù)：

1、小麥白粉病和銹病是影響我國小麥生產(chǎn)的主要真菌性病害，一旦爆發(fā)將嚴重降低小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)造成巨大的經(jīng)濟損失。目前，對小麥白粉病和銹病的防治大多采用噴施農(nóng)藥和殺菌劑的方法，與大量使用農(nóng)藥和殺菌劑相比，培育持久、兼抗性的小麥品種是防治白粉病和條銹病最為經(jīng)濟、安全、有效的措施，而培育抗病品種的關(guān)鍵在于抗病基因的挖掘和有效利用。

2、近年來，隨著下一代測序技術(shù)的快速發(fā)展，豐富的基因組資源和研究工具加速了小麥抗病基因的分子定位和克隆。大多數(shù)克隆的抗銹病和白粉病基因編碼核苷酸結(jié)合和富含亮氨酸的重復結(jié)構(gòu)域(nlr)蛋白，nlr類型抗病蛋白僅對單一或少數(shù)病原菌的特異小種具有抗病性，生產(chǎn)上大規(guī)模使用幾年后非常容易喪失抗病性，而造成病害大流行。由于引起小麥病害和限制產(chǎn)量的病原體種類眾多，提供多種病原體抗性的單一基因在作物改良中有重要價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何提高植物的抗逆性，例如如何提高小麥的抗病性。

2、為解決上述技術(shù)問題，第一個方面，本發(fā)明提供蛋白質(zhì)或調(diào)控基因表達的物質(zhì)或調(diào)控所述蛋白質(zhì)活性或含量的物質(zhì)在下述任一項中的應用，所述基因編碼所述蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)為wai-a1蛋白；

3、a1)、在調(diào)控植物抗逆性中的應用；

4、a2)、在制備調(diào)控植物抗逆性的產(chǎn)品中的應用；

5、a3)、在調(diào)控植物白粉病抗性中的應用；

6、a4)、在制備調(diào)控植物白粉病抗性的產(chǎn)品中的應用；

7、a5)、在調(diào)控植物條銹病抗性中的應用；

8、a6)、在制備調(diào)控植物條銹病抗性的產(chǎn)品中的應用；

9、a7)、在調(diào)控植物葉銹病抗性中的應用；

10、a8)、在制備調(diào)控植物葉銹病抗性的產(chǎn)品中的應用；

11、a9)、在植物育種或植物輔助育種中應用；

12、所述wai-a1蛋白可為下述任一種蛋白質(zhì)：

13、a1)、氨基酸序列是seq?id?no.2所示的蛋白質(zhì)；

14、a2)、將a1)所示的氨基酸序列經(jīng)過氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與a1)所示的氨基酸序列具有80％以上同一性，且與植物抗逆性相關(guān)的蛋白質(zhì)；

15、a3)、在a1)或a2)的n端或/和c端連接標簽得到的融合蛋白質(zhì)。

16、進一步地，所述的應用中，所屬調(diào)控可為提高或促進或正向調(diào)控。

17、進一步地，所述的應用中，所述植物育種的目的包括培育抗逆性的植物。

18、具體地，可為培育抗病性的植物，例如抗白粉病和/或銹病。

19、進一步地，所述的應用中，所述蛋白質(zhì)來源于小麥。

20、本發(fā)明中，seq?id?no.2由488個氨基酸殘基組成。

21、上述蛋白質(zhì)可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。

22、所述蛋白標簽(protein-tag)是指利用dna體外重組技術(shù)，與目的蛋白一起融合表達的一種多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表達、檢測、示蹤和/或純化。所述蛋白標簽可為flag蛋白標簽、his蛋白標簽、mbp蛋白標簽、ha蛋白標簽、myc蛋白標簽、gst蛋白標簽和/或sumo蛋白標簽等。

23、進一步地，所述的應用中，所述調(diào)控基因表達的物質(zhì)或調(diào)控所述蛋白質(zhì)活性或含量的物質(zhì)為生物材料，所述生物材料可為下述任一種：

24、b1)、編碼上述應用中所述wai-a1蛋白的核酸分子；

25、b2)、含有b1)所述核酸分子的表達盒；

26、b3)、含有b1)所述核酸分子的重組載體、或含有b2)所述表達盒的重組載體；

27、b4)、含有b1)所述核酸分子的重組微生物、或含有b2)所述表達盒的重組微生物、或含有b3)所述重組載體的重組微生物；

28、b5)、含有b1)所述核酸分子的轉(zhuǎn)基因植物細胞系或含有b2)所述表達盒的轉(zhuǎn)基因植物細胞系或含有b3)所述重組載體的轉(zhuǎn)基因植物細胞系；

29、b6)、含有b1)所述核酸分子的轉(zhuǎn)基因植物組織或含有b2)所述表達盒的轉(zhuǎn)基因植物組織或含有b3)所述重組載體的轉(zhuǎn)基因植物組織；

30、b7)、含有b1)所述核酸分子的轉(zhuǎn)基因植物器官或含有b2)所述表達盒的轉(zhuǎn)基因植物器官或含有b3)所述重組載體的轉(zhuǎn)基因植物器官。

31、進一步地，所述應用的相關(guān)生物材料中，b2)所述的表達盒是指能夠在宿主細胞中表達所述wai-a1蛋白的dna，該dna不但可包括啟動wai-a1蛋白編碼基因轉(zhuǎn)錄的啟動子，還可包括終止wai-a1蛋白編碼基因轉(zhuǎn)錄的終止子或/和增強子序列。

32、上述相關(guān)生物材料中，b3)所述重組微生物具體可為酵母、細菌、藻和真菌。

33、上述相關(guān)生物材料中，b6)所述植物組織可來源于根、莖、葉、花、果實、種子、花粉、胚和花藥。

34、上述相關(guān)生物材料中，b7)所述轉(zhuǎn)基因植物器官可為轉(zhuǎn)基因植物的根、莖、葉、花、果實和種子。

35、上述相關(guān)生物材料中，所述轉(zhuǎn)基因植物細胞系、轉(zhuǎn)基因植物組織和轉(zhuǎn)基因植物器官可包括繁殖材料，也可不包括繁殖材料。

36、進一步地，所述的應用中，b1)所述核酸分子可為如下g1)-g3)任一項所述的dna分子：

37、g1)、編碼鏈的編碼序列是seq?id?no.3的dna分子；

38、g2)、編碼鏈的核苷酸序列是seq?id?no.1第4634-6211的dna分子；

39、g3)、與g1)或g2)所述dna分子具有80％以上的同一性，且調(diào)控植物抗逆性的dna分子。

40、其中seq?id?no.1包括起始密碼子上游4633bp(seq?id?no.1第1-4633位)，基因全長1578bp(seq?id?no.1第4634-6211位，其中seq?id?no.1第4634-4814位為第一外顯子序列，第4815-4925位為內(nèi)含子序列，第4926-6211位為第二外顯子序列)和終止密碼子下游1873bp(6212-8084位)。

41、進一步地，所述的應用中，所述植物可選自下述任一種：

42、c1)、單子葉植物；

43、c2)、禾本科植物；

44、c3)、小麥屬植物；

45、c4)、小麥(triticum?aestivum?l.)。

46、進一步地，上述應用中，植物抗逆性可為植物抗病性。

47、進一步地，上述應用中，所述抗病性具體可為抗白粉病和抗銹病。

48、具體地，所述抗銹病具體可為抗條銹病和/或抗葉銹病。

49、上述應用中，同一性是指氨基酸序列或核苷酸序列的同一性。可使用國際互聯(lián)網(wǎng)上的同源性檢索站點測定氨基酸序列的同一性，如ncbi主頁網(wǎng)站的blast網(wǎng)頁。例如，可在高級blast2.1中，通過使用blastp作為程序，將expect值設(shè)置為10，將所有filter設(shè)置為off，使用blosum62作為matrix，將gap?existence?cost，per?residue?gap?cost和lambdaratio分別設(shè)置為11，1和0.85(缺省值)并進行檢索一對氨基酸序列的同一性進行計算，然后即可獲得同一性的值(％)。

50、上述應用中，所述80％以上的同一性可為至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的同一性。

51、為解決上述技術(shù)問題，第二個方面，本發(fā)明提供一種提高植物抗逆性的方法，所述方法包括通過受體植物中調(diào)控上述wai-a1蛋白的表達或調(diào)控所述wai-a1蛋白的活性或含量，來調(diào)控植物抗逆性。

52、進一步地，所述的方法中，所述方法包括提高受體植物中上述wai-a1蛋白的表達或提高所述wai-a1蛋白的活性或含量，來提高植物抗逆性。

53、為解決上述技術(shù)問題，第三個方面，本發(fā)明提供一種小麥育種的方法，所述方法包括提高受體植物中所述wai-a1蛋白的表達或提高所述wai-a1蛋白的活性或含量，獲得抗逆性提高的目的植物。

54、進一步地，上述的方法通過將上述的編碼wai-a1蛋白的核酸分子導入受體植物中，以提高受體植物中所述wai-a1蛋白的表達或提高所述wai-a1蛋白的活性或含量。

55、進一步地，上述的方法中，所述植物抗逆性可為植物抗病性。

56、進一步地，上述方法中，所述抗病性具體可為抗白粉病和抗銹病。

57、具體地，所述抗銹病具體可為抗條銹病和/或抗葉銹病。

58、進一步地，上述方法中，所述植物可選自下述任一種：

59、c1)、單子葉植物；

60、c2)、禾本科植物；

61、c3)、小麥屬植物；

62、c4)、小麥(triticum?aestivum?l.)。

63、為解決上述技術(shù)問題，第四個方面，本發(fā)明提供上述蛋白質(zhì)或/和上述生物材料。

64、本發(fā)明取得的有益技術(shù)效果如下：

65、本發(fā)明提供了小麥抗逆性基因wai-a1的基因定位、圖位克隆以及抗病性的生物學功能鑒定方法。小麥抗逆性基因wai-a1可以廣泛應用于小麥抗病遺傳育種、種質(zhì)資源改良、轉(zhuǎn)基因和基因組編輯育種等植物領(lǐng)域，對改進和改良小麥等作物的種質(zhì)資源具有重要作用。