小麥條銹菌誘導(dǎo)表達基因TaABCF1的克隆、表達特性和功能分析.pdf

1、小麥條銹病是由Puccinia striiformis f.sp.tritici引起一種重要真菌病害，在全世界范圍內(nèi)廣泛流行和傳播，常常導(dǎo)致小麥大面積減產(chǎn)，甚至絕收。對小麥抗條銹病調(diào)控基因的克隆、表達特性和功能分析，可以為小麥抗病機理研究和遺傳育種提供理論基礎(chǔ)。植物ABC蛋白是植物中一類重要的超家族蛋白，廣泛參與調(diào)控植物的生長發(fā)育和應(yīng)對逆境脅迫。本研究從抗病小麥CN19與條銹菌生理小種CY32互作的SSH文庫中篩選了一條與植物ABC蛋白

2、F家族成員1(ABCF1)相似性較高的EST序列，通過克隆獲得了一個條銹菌誘導(dǎo)表達基因;以抗病小麥品種CN19和感病小麥品種MY11為研究材料，分析了該基因的表達特性;同時，運用BSMV-VIGS技術(shù)對該基因的功能進行了初步分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1、本研究以課題組已有的UniGenes13序列為基礎(chǔ)，采用同源克隆法，首次從小麥中克隆了一個ABC蛋白F1基因，命名為TaABCF1。該基因開放閱讀框包含1786bp，編碼592

3、個氨基酸，含有兩個ATP結(jié)合盒(NBDs)以及連接這兩個NBDs的氨基酸殘基鏈(ABC-tran-2)，與節(jié)節(jié)麥和烏拉爾圖小麥的ABCF1基因序列有極高的同源性(99％)。
　　2、根、莖、葉中的基因表達模式顯示，TaABCF1基因的表達既存在組織特異性，也存在品種特異性。該基因在CN19各器官中的相對表達量分別是莖(P＜0.01）＞葉＞根(P＜0.01);而在MY11各器官中的相對表達量則分別是葉＞根＞莖(P＜0.05)。

4、>　　3、TaABCF1基因在條銹菌CY32侵染后的表達分析顯示:TaABCF1在抗、感小麥中的表達模式存在差異。在CN19中，該基因在病原菌接種后24小時表達量上調(diào)達到高峰(P＜0.01)，之后逐漸減低;在MY11中，該基因在病原菌接種后表達量變異不大，在96小時表達量顯著上調(diào)(P＜0.01），并一直持續(xù)到120小時實驗結(jié)束。
　　4、TaABCF1基因在4種外源激素（ABA/SA/JA/ET）處理后的表達分析顯示:不同激素處理

5、后，TaABCF1的應(yīng)答反應(yīng)不同，表達模式存品種差異。在CN19中，ABA誘導(dǎo)該基因下調(diào)表達，ET則誘導(dǎo)該基因上調(diào)表達，在SA和JA處理下該基因呈現(xiàn)上調(diào)和下調(diào)表達兩種狀態(tài);而在MY11中，這4種激素均能夠誘導(dǎo)該基因上調(diào)表達。
　　5、TaABCF1基因在CN19中的功能分析顯示:TaABCF1的沉默導(dǎo)致了植株生長緩慢，致整株變得矮小，葉片出現(xiàn)條狀壞死，抽穗時間比對照晚10天，正常結(jié)實;對新生葉接種CY32觀察，葉片出現(xiàn)透明壞死至萎