小麥赤霉病主效位點Fhb1近等基因系的轉錄組測序以及感赤霉病相關基因的分析.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雜性和自然條件下禾谷鐮刀菌與宿主復雜的交互作用，小麥中控制與赤霉病響應相關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的最重要的基因座。因而小麥Fhb1位點一直是人們的研究熱點。
　　本研究對兩個Fhb1近等基因系NIL75（抗赤霉?。┖蚇IL98（感赤霉病）進行轉錄組測序，對轉錄本分別進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個差異表達基因，而在有參比對條件下我們發(fā)現(xiàn)了2869個差異表達基因，并且發(fā)現(xiàn)苯丙烷合成途徑、類黃酮合成途徑和ABC轉運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，我們將組裝結果與小麥ctg0954b進行了比對，在各自組裝條件下都比對到了10個差異表達基因。其中，在無參組裝結果的比對中我們發(fā)現(xiàn)有一個基因Unigene29451（命名為TaS410）只在NIL98

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

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