小麥赤霉病主效位點(diǎn)Fhb1近等基因系的轉(zhuǎn)錄組測序以及感赤霉病相關(guān)基因的分析.pdf

1、小麥赤霉病是世界溫暖潮濕和半潮濕地區(qū)廣泛發(fā)生的一種小麥毀滅性病害。由于小麥基因組的復(fù)雜性和自然條件下禾谷鐮刀菌與宿主復(fù)雜的交互作用，小麥中控制與赤霉病響應(yīng)相關(guān)的基因很大程度上仍然是未知的。Fhb1是小麥中與赤霉病抗性相關(guān)的最重要的基因座。因而小麥Fhb1位點(diǎn)一直是人們的研究熱點(diǎn)。
　　本研究對兩個(gè)Fhb1近等基因系NIL75（抗赤霉?。┖蚇IL98（感赤霉?。┻M(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，對轉(zhuǎn)錄本分別進(jìn)行了有參比對和無參組裝，其中在無參組裝條件

2、下我們發(fā)現(xiàn)了332個(gè)差異表達(dá)基因，而在有參比對條件下我們發(fā)現(xiàn)了2869個(gè)差異表達(dá)基因，并且發(fā)現(xiàn)苯丙烷合成途徑、類黃酮合成途徑和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白途徑等在抗感近等基因系間差異顯著。
　　Fhb1先前被定位于Contig ctg0954b上，我們將組裝結(jié)果與小麥ctg0954b進(jìn)行了比對，在各自組裝條件下都比對到了10個(gè)差異表達(dá)基因。其中，在無參組裝結(jié)果的比對中我們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)基因Unigene29451（命名為TaS410）只在NIL98

3、中特異表達(dá)，而NIL75中不表達(dá)，該基因位于ctg0954b上，且雙側(cè)標(biāo)記為Xsts189和Xsts142，該基因編碼一種未知功能結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)(DUF659)和一種hAT（激活蛋白家族）二聚體。通過進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn)小麥中TaS410基因與高粱的同源基因親緣關(guān)系最近，推測可能是真菌和植物交互過程中通過水平轉(zhuǎn)移而來的。NIL98中TaS410表達(dá)具有時(shí)空差異性，TaS410啟動(dòng)子區(qū)域存在響應(yīng)病原菌誘導(dǎo)的順式調(diào)控元件，可能導(dǎo)致赤霉菌侵染后該基

4、因表達(dá)上調(diào)。該基因在感赤霉病病品種Wheaton、Jagger、Bobwhite和Clark中表達(dá)，但在寧7840、望水白、黃方柱、白三月黃和臺(tái)灣小麥等攜帶Fhb1的品種中沉默。在NIL75中，TaS410第4外顯子上1個(gè)核苷酸的缺失可能是導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄提早終止和基因沉默的原因。開發(fā)了TaS410基因特異標(biāo)記，該標(biāo)記在寧7840/Clark衍生的RIL群體中與感病性極顯著關(guān)聯(lián)，這些結(jié)論表明TaS410的表達(dá)提高了赤霉病的感病性而它的沉默可能會(huì)