TcLr19中TaNLR、TaNBS、TabZIP19基因的克隆及表達(dá)分析.pdf

1、由小麥隱匿柄銹菌(Puccinia triticina Eriks)引起的小麥葉銹病是世界范圍內(nèi)重要的小麥病害之一,選育并合理利刖抗病品種是防治該病最經(jīng)濟(jì)、有效和環(huán)境安全的方法。Lr19來源于長穗偃麥草(Agropyron elongatum syn或Thinopyrum elongatum),是目前國內(nèi)外具有較大應(yīng)用潛力的抗葉銹病基因。本研究從小麥葉銹菌誘導(dǎo)脅迫下小麥抗葉銹近等基因系TcLr19葉片所構(gòu)建的非親和cDNA文庫中獲得的E

2、ST序列中挑選三個(gè)序列,通過RT-PCR方法,結(jié)合cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù),從小麥抗葉銹近等基因系TcLr19葉片中分離得到其全長,分別命名為TaNLR、TaNBS、TabZIP19。并對(duì)目的基因進(jìn)行了初步的生物學(xué)信息分析和轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)譜分析,旨在進(jìn)一步揭示小麥與葉銹菌互作過程中的分子機(jī)制及其功能奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　 分別以Contig914、Contig511為靶序列,采用RACE技術(shù)克隆了兩個(gè)NBS類基因,分

3、別命名為TaNLR、TaNBS。
　　 TaNLR基因全長3042 bp,包含一個(gè)編碼912個(gè)氨基酸的開放閱讀框,具有連續(xù)的Poly A尾和典型的加尾信號(hào)AATTAA。分析表明該基因編碼的蛋白在其N端第191-458位氨基酸序列為典型的NB-ARC結(jié)構(gòu)域,600-644位氨基酸序列為典型的LRR結(jié)構(gòu)域。符合典型單子葉植物所具有的CC-NBS-LRR結(jié)構(gòu)模式。進(jìn)化樹分析表明,TaNLR與大麥(BAJ88069.1)等單子葉植物的N

4、BS-LRR類抗病基因親緣關(guān)系最近;在已克隆的小麥抗葉銹基因中TaNLR與Lr10D親緣關(guān)系最近,而與Lr21親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。Real-time PCR分析表明:該基因的表達(dá)在親和和非親和組合中均呈下調(diào)表達(dá),且在非親和組合中下調(diào)程度明顯高于親和組合。說明該基因可能通過其下調(diào)表達(dá)來參與Tclr19的抗病性反應(yīng)。
　　 TaNBS基因全長1805 bp,含有一個(gè)編碼488個(gè)氨基酸的開放閱讀框,173-444位氨基酸是一個(gè)保守的NB-A

5、RC結(jié)構(gòu)域。進(jìn)化樹分析表明,TaNBS與水稻等單子葉植物的NBS類抗病基因的親緣關(guān)系最近,在已克隆的小麥抗葉銹基因中,TaNBS與Lr19-AG15親緣關(guān)系最近,與Lr21的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。Real-time PCR分析表明:該基因的表達(dá)在親和和非親和組合中均呈下調(diào)表達(dá),且在非親和組合中下調(diào)程度明顯高于親和組合。
　　 以Contig683為靶序列,采用RACE技術(shù)克隆了一個(gè)bZIP類轉(zhuǎn)錄因子基因,命名為TabZIP19基因。Ta

6、bZIP19基因全長1783 bp,包含一個(gè)編323個(gè)氨基酸的開放閱讀框,該基因編碼的第187-273位的肽段為BRLZ和bZIP結(jié)構(gòu)域。haterProscan分析表明該基因?yàn)閎ZIP轉(zhuǎn)錄因子Ⅰ家族成員。進(jìn)化樹分析表明:TabZIP19與單子葉模式植物二穗短柄草(XP003575087)、水稻(NP001047055)等單子葉植物的親緣關(guān)系較近,而與已克隆的小麥TabZIP(G0266689、CAA40102)等親緣關(guān)系較遠(yuǎn);Real