本發(fā)明涉及植物基因工程，特別是涉及一種小麥e3泛素連接酶基因rfel1及其在小麥抗病中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、小麥?zhǔn)鞘澜绾臀覈?guó)最重要的糧食作物之一，全世界種植面積僅次于玉米和水稻，為世界上大約35％的人口提供口糧。確保小麥的安全高效生產(chǎn)對(duì)保證全球糧食和營(yíng)養(yǎng)安全至關(guān)重要。然而，植物病害的存在以及持續(xù)流行對(duì)小麥的安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。在小麥的生長(zhǎng)過程中存在幾種嚴(yán)重的真菌病害持續(xù)且頻繁的危害小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，包括由小麥條形柄銹菌引發(fā)的條銹病，小麥隱匿柄銹菌引發(fā)的葉銹病，由布氏白粉菌小麥專化型白粉病以及由多種鐮刀菌引起的赤霉病和莖基腐病等。

2、種植具有抗性的小麥品種是防治條銹病非常有效的、經(jīng)濟(jì)節(jié)約并且環(huán)境友好的措施。但是由于條銹菌不斷變異并產(chǎn)生新的生理小種，從而可克服長(zhǎng)期和單一栽培的抗病品種的條銹病抗性。隨著全球氣候變異的加劇，條銹病流行區(qū)域在不斷擴(kuò)大，造成的損失越來越多。為了高效培育具有條銹病抗性的小麥品種，需要發(fā)掘更多的小麥抗條銹病基因，并且充分了解其發(fā)揮作用的分子機(jī)制，為更好地培育具有持久穩(wěn)定條銹病抗性的小麥品種提供基因資源和理論基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種小麥e3泛素連接酶基因rfel1及其在小麥抗病中的應(yīng)用，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。該小麥e3泛素連接酶基因rfel1能夠用于小麥的廣譜抗性育種。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、技術(shù)方案一：小麥e3泛素連接酶基因rfel1，所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

4、技術(shù)方案二：所述的小麥e3泛素連接酶基因rfel1或其相關(guān)生物材料的應(yīng)用，包括如下任一項(xiàng)所述的應(yīng)用：

5、a1、提高小麥對(duì)條銹病的抗性；

6、a2、提高小麥對(duì)白粉病的抗性；

7、a3、提高小麥對(duì)葉銹病的抗性。

8、進(jìn)一步地，所述相關(guān)生物材料包括如下b1-b5中的任意一種：

9、b1、所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1編碼的蛋白；

10、b2、包含所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1的表達(dá)盒；

11、b3、包含所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1的重組載體；

12、b4、包含所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1的重組微生物；

13、b5、包含所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1的轉(zhuǎn)基因材料。

14、進(jìn)一步地，所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?idno.4所示。

15、所述重組載體包含如seq?id?no.3所示序列的小麥e3泛素連接酶基因rfel1；所述重組微生物包含如seq?id?no.3所示序列的小麥e3泛素連接酶基因rfel1。

16、技術(shù)方案三：上調(diào)所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1表達(dá)水平的功能產(chǎn)品在提高小麥條銹病、小麥抗白粉病和小麥葉銹病抗性中的應(yīng)用，所述功能產(chǎn)品為基因rfel1過表達(dá)載體。

17、技術(shù)方案四：一種提高小麥對(duì)條銹病、白粉病和葉銹病抗性的方法，包括以下步驟：

18、s1、構(gòu)建以所述的小麥e3泛素連接酶基因rfel1作為靶基因的過表達(dá)載體；

19、s2、將構(gòu)建的過表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到小麥中；

20、s3、篩選獲得陽性轉(zhuǎn)基因小麥。

21、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

22、本發(fā)明對(duì)烏拉爾圖小麥材料pi428322接種小麥條銹菌前后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析鑒定到一個(gè)e3泛素連接酶基因rfel1受條銹菌誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)。通過病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)初步驗(yàn)證rfel1基因正調(diào)小麥對(duì)條銹病的抗性。烏拉爾圖小麥(triticum?urartu)是二倍體野生單粒小麥，是四倍體小麥和六倍體小麥a基因組的祖先物種，在自然界中存在大量的種質(zhì)資源，可以作為抗條銹病基因發(fā)掘的基因資源，應(yīng)用到普通小麥的育種工作中。進(jìn)一步采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其導(dǎo)入到普通六倍體小麥fielder中，驗(yàn)證其正調(diào)小麥對(duì)條銹病的抗性。條銹病抗性鑒定結(jié)果表明rfel1過表達(dá)株系對(duì)不同的條銹病生理小種cyr17，cyr32，cyr33和cyr34均具有抗性。進(jìn)一步抗性鑒定表明rfel1過表達(dá)株系對(duì)白粉病和條銹病均具有抗性。該e3泛素連接酶rfel1基因能夠用于小麥的廣譜抗性育種，具有重要的應(yīng)用價(jià)值，本發(fā)明鑒定到一個(gè)廣譜的抗病基因，為小麥抗病育種提供了理論指導(dǎo)和遺傳基因資源。

技術(shù)特征：

1.小麥e3泛素連接酶基因rfel1，其特征在于，所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

2.權(quán)利要求1所述的小麥e3泛素連接酶基因rfel1或其相關(guān)生物材料的應(yīng)用，其特征在于，包括如下a1-a3任一項(xiàng)所述的應(yīng)用：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述相關(guān)生物材料包括如下b1-b5中的任意一種：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.4所示。

5.上調(diào)權(quán)利要求1所述小麥e3泛素連接酶基因rfel1表達(dá)水平的功能產(chǎn)品在提高小麥條銹病、小麥抗白粉病和小麥葉銹病抗性中的應(yīng)用，其特征在于，所述功能產(chǎn)品包括基因rfel1過表達(dá)載體。

6.一種提高小麥對(duì)條銹病、白粉病和葉銹病抗性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種小麥E3泛素連接酶基因RFEL1及其在小麥抗病中的應(yīng)用，屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了小麥E3泛素連接酶基因RFEL1的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.3所示。本發(fā)明還提供了所述的小麥E3泛素連接酶基因RFEL1或其相關(guān)生物材料的應(yīng)用，包括如下任一項(xiàng)所述的應(yīng)用：A1、提高小麥對(duì)條銹病的抗性；A2、提高小麥對(duì)白粉病的抗性；A3、提高小麥對(duì)葉銹病的抗性。本發(fā)明提供的E3泛素連接酶RFEL1基因不僅對(duì)不同的條銹菌具有廣譜的抗性，還對(duì)小麥葉銹病和白粉病具有抗性。將本申請(qǐng)的E3泛素連接酶RFEL1基因用于小麥的廣譜抗性育種，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：王換,王道文,李錦艷,馬習(xí)美,張坤普,趙建輝,張子明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7